[物理]泵与风机性能.pptVIP

泵与风机的性能 河南农业大学 机电工程学院 第二章 泵与风机的性能 功率、损失、效率 泵与风机性能曲线 性能曲线的测试方法 一、功率、损失、效率 功率：单位时间内所做的功。 有效功率：单位时间内流体通过泵或风机实际获得的能量。 泵： 轴功率(输入功率)：原动机传递到泵或风机轴上的功率 配套电机功率： 损失、效率 机械损失—与功率有关的损失 容积损失（泄露损失）—与流量有关的损失 流动损失—与扬程有关的损失 1、机械损失 轴封、轴承的机械摩擦损失△P ；叶轮前、后盖板与流体摩擦产生的圆盘摩擦损失△Pdf 。 机械摩擦损失△P（动静部分之间）：与轴封、轴承的结构形式、润滑状况、流体密度等有关。一般为轴功率的1~3%。 圆盘摩擦△Pdf（叶轮与壳体之间流体内耗）：圆盘与流体相对运动，以及叶轮两侧流体的涡流。一般为轴功率的2~10%。图2-2 圆盘摩擦损失大小（经验公式）： 采用合理的叶轮，对高压泵与风机，采用多级叶轮，而非增大叶轮直径来提高能头。必要时提高转速，减小叶轮直径。 提高比转数 保持接触面光滑，减少摩擦。 2、容积损失（泄漏损失） 流体从高压区侧通过运动部件与静止部件之间的间隙泄漏到低压区，从而使流量有一定的损失，使qqT，?q叫容积损失。它只与流量有关，也叫流量损失。 主要泄漏位置： 叶轮入口与外壳密封环之间的间隙（A线） △ PV1； 平衡轴向力装置泄漏△ PV2； 轴封泄露△ PV3（相对较小）; 多级泵前后级之间隔板、轴套间隙；图中 B线，此部分泄露又回到回路中，不影响 流量。 主要预防措施 维持动静部件间的最佳间隙，随着运行时间延长，间隙增大，效率会降低。 增大间隙中的流阻 增加密封的轴向长度，可增大间隙内沿程阻力 在间隙入口和出口采取节流措施，增大间隙内流动的局部阻力 采取不同形式的密封环 3、流动损失 是指流体在流道中流动时，由于流动阻力而产生的机械能损失。 流体与各部分流道壁面摩擦所产生的摩擦阻力损失 边界层分离、二次涡流所产生的漩涡损失 流量改变，流动角不等于安装角时，产生的冲击损失 泵与风机性能曲线 H(p)—qv，P—qv，η—qv的关系曲线。用于合理选择泵与风机，使其工作在最高效率范围内。 1、流量与扬程（H—qv）曲线 实际H—qv曲线 叶片有限时，环流系数K1，是结构参数的函数，与叶片数、r1/r2有关，与流量无关。使曲线下移 由于摩擦损失、冲击损失，使HHT，曲线继续下移； 由于泄漏损失，曲线向左移动。 三种扬程H—流量qv的性能曲线 2、流量与功率（P—qv）曲线 实际状况下（以后弯式为例） 在q vT ~ Ph性能曲线上加一等值的△Pm 即得q vT ~ P曲线； 从q vT ~ P曲线上对应q vT 减泄漏损失q即得q v ~ P曲线。 在空载状态（qvT＝0）下，轴功率由两部分组成： 3、流量与效率（η—qv）曲线 离心式泵与风机性能曲线分析 一定流量下，对应一个扬程，功率和效率，称为一个工况点；最高效率对应最佳工况点；最高效率左右（85～90％区域）称为高效工作区；要求泵与风机在高效工作区工作。 qvT＝0时（阀门全关），为空转状态，消耗功率，这部分功率转化为水的内能，使水温升高，可能产生汽化，因此，泵运行有一个最小流量要求；如系统要求流量小于最小流量，则应开启旁路。 启动：从功率曲线看，离心式叶轮空转时，轴功率最小（设计轴功率的30%左右），应在空载状态启动；而轴流式叶轮空转时，轴功率最大，应打开阀门启动。 后弯式叶片：一般泵叶轮，采用后弯式叶片，其扬程曲线总体上随流量增加而下降；但其形状与安装角有关，随安装角增加，曲线由陡直下降趋于平坦，最后可能出现“驼峰”形式（右图）。 平坦的曲线适用于锅炉给水泵，在流量大范围波动时，扬程保持稳定；陡直的曲线适用于循环水泵，在系统阻力波动（导致扬程波动）时，流量变化较小；对“驼峰”形曲线，驼峰点（K）左侧（即零流量到驼峰流量之间）为不稳定区域，禁止在此范围运行。 前弯式叶片：H—qv曲线一般为“驼峰”形曲线；轴功率增加很快，电机容易超载，应取较大安全系数；而后弯式叶片功率曲线增加缓慢，且有一最大功率点，电机不易超载。 前弯式叶轮风机效率远低于后弯式。 轴流式泵与风机性能曲线 特点 (1)qv—H(qv—p)性能曲线，在小流量区域内出现驼峰形状，在c点的左边为不稳定工作区段，一般不允许泵与风机在此区域工作。 (2)功率P在空转状态(qv＝0)时最大，随流量的增加而减小，为避免原动机过载，对轴流式泵与风机要在阀门全开状态下启动。如果叶片安装角是可调的，在叶片安装角小时轴功率也小，所以对可调叶片的轴流式泵与风机可在小安装角时启动。 (3)轴流式泵与风机高效区窄，但如果