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流体力学:泵与风机教程文件

螺杆泵
外齿轮 内齿轮 双螺杆 三螺杆
真空泵
滑片泵等
其他类型泵
喷射泵
水锤泵等
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※ 泵与风机的主要部件※
(一)离心泵与风机的主要部件
离心泵的主要部件有:叶轮、吸入室、压出室、 密封装置等。
叶轮一般由前盖板、叶片、后盖板和轮毂组成。
叶轮的分类
封闭式一般用于输送清水效率高 半开式一般用于输送杂质的流体 开式因效率低很少采用
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离心式泵与风机的基本理论
※ 离心式泵与风机的基本理论※
速度三角形
由理论力学可知,绝对速度是指运动物体相对于静止 参照系的运动速度,相对速度则是指运动物体相对于 运动参照系的速度,而运动参照系相对于静止参照系 的速度被称为牵连速度。当流体在离心式泵与风机的 叶轮中运动时可以认为,流体相对外界环境系统的运 动速度是绝对速度w,而流体相对于叶轮的运动速度 是相对速度u,叶轮相对外界环境系统的速度是牵连速 度,且有v=w+u。图10.1表示流体在叶轮流道中流动示 意图。
轴端密封装置分为填料密封、机械密封、浮动环密封
和机械密封等几种形式。
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离心式风机的主要部件 离心式泵与风机的主要部件由叶轮、蜗壳、集流器 与进气箱组成。 轴流式泵与风机的主要部件 轴流式泵与风机主要部件基本一致,主要部件有叶 轮、导叶、吸入室(集流器)和扩压筒组成
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二 泵与风机的基本性能参数
※ 泵与风机的基本性能参数※
泵与风机
泵与风机的基本理论
泵与风机的基本理论
1 1 泵与风机的分类及组成 2 2 泵与风机的基本性能参数 3 3 离心式泵与风机的基本理论 4 4 泵与风机的性能曲线 5 5 相似定律及比转数
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※ 泵与风机的分类※
一、按产生压力的大小分类 (1)泵按产生压力的大小分类
低压泵:压力小于2MPa 中压泵:压力在2-6MPa
程度,有效功率Ne与轴功率N的比值称为效率η,即
Ne性能好N坏的一项技术经济指标。
轴功率的计算公式为: N
Ne
QH
QP
(式10.3) 11
泵与风机的基本性能参数
(5)转速。是指泵与风机叶轮每分钟旋转的圈数, 用 符号n表示,单位是r/min(rpm)。转速是影响泵与风机 性能参数的一个重要因素,泵与风机是按一定的转速 设计的,当泵与风机的实际转速不同于设计转速时, 泵与风机的其它性能参数将按一定的规律变化。
轴功率:是指原动机加在泵或风机转轴上的功率,以符号N表示, 常用的单位是kW。泵或风机不可能将原动机输入的功率完全传 递给流体,还有一部分功率被损耗掉了,这些损耗包括
① 转动时,由于摩擦产生的机械损失;
② 克服流动阻力产生的水力损失;
③ 由于泄漏产生的容积损失等。
(4)效率。效率反映了泵或风机将轴功率N转化为有效功率Ne的
吸入室:离心泵吸水管法兰接头至叶轮进口的空 间称为吸入室,其作用是以最小的阻力损失,引
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导液体平稳的进入叶轮,并使叶轮进口处的液体流速分 布均匀。
锥形吸入室 吸入室的分类
环形吸入室
半螺旋形吸入室
压出室:叶轮出口至压水管法兰街头处的空间,起 作用是收集从叶轮流出的高速流体,然后以最小的 阻力损失引入压水管或次级叶轮进口,同时还将液 体的部分动能转化为压力能。 压出室分为两类即螺旋形压出室和环形压出室。
(3)功率。功率主要有两种。 有效功率:是指在单位时间内通过泵与风机的全部流 体获得的总能量。这部分功率完全传递给通过泵与风 机的流体,以符号Ne表示,它等于流量和扬程(全压) 的乘积,常用的单位是kW,可按下式计算:
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泵与风机的基本性能参数
Ne=γQ H = QP
(式10.1)
式中 γ—通过泵与风机的流体容重(kN/m3)。
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泵与风机的基本性能参数
汽蚀余量是指水泵吸入口处单位重量液体必须具有的 超过饱和蒸汽压力的富余能量,也称为必须的净正吸 入水头。汽蚀余量一般用来反映泵的吸水性能,其单 位仍为mH2O。 Hs值与Hsv值是从不同角度反映水泵 吸水性能的参数,通常,Hs值越大,水泵吸水性能越 好;Hsv越小,水泵吸水性能越好。Hs及Hsv是确定 水泵安装高度的参数。 为了方便用户使用,每台泵或风机出厂前在机壳上都 嵌有一块铭牌,铭牌上简明地列出了该泵或风机生产 年月日及在设计转速下运转时,效率最高时的流量、 扬程(或全压)、转速、电机功率及允许吸上真空高度 值。
(6)允许吸上真空高度Hs及汽蚀余量Hsv。允许吸上 真空高度是指水泵在标准状况下(即水温为20℃、水泵 工作环境压力为一个标准大气压101.325KPa)运转时, 水泵吸入口处(一般指真空表连接处)所允许的最大吸 上真空高度。单位为mH2O。水泵样本中提供了Hs值, 是水泵生产厂按国家规定通过汽蚀试验得到的,它反 映了离心泵的吸水能力。
(1)流量。是指泵与风机在单位时间内所输送的流体 体积,即体积流量,以符号Q表示,单位为L/s、m3/h 或m3/s。
(2)扬程(全压或压头)。单位重量流体通过泵与风 机后获得的能量增量。对于水泵,此能量增量叫做扬 程,以符号H表示,单位是mH2O;对于风机,此能量 增量叫做全压或压头,以符号P表示,单位是Pa。
高压泵:压力高于6MPa
(2)风机按产生压力的大小分类
通风机:全压小于15KPa 鼓风机:全压小于15~340KPa 压气机:全压大于于340KPa
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※泵与风机的分类※
(3)通风机按产生全压的大小可分为 低压离心通风机:全压小于1KPa 中压离心通风机:全压在1~3KPa 高压离心通风机:全压在3~15KPa 低压轴流通风机:全压小于0.5KPa 高压轴流通风机:全压在0.5~5KPa
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密封装置
密封装置分为密封环和轴端密封。
密封环又称口环。由于叶轮出口的压力较高,入口压力 较低,则由叶轮流出的流体将有一部分反流回叶轮进口。 为防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至 吸入口,在叶轮进口外圈与泵壳之间加装密封环。
一般泵采用平环式及角接式,高压泵则采用迷宫式
轴端密封。泵轴通过泵体向外伸出,在转动部件与静 止部件之间存在间隙,若泵内压力大于外界压力,流 体则从间隙向外泄露,若泵吸入端处于真空状态,则 空气通过间隙流入泵内,严重影响泵的工作,为减小 泄露,在间隙处装有轴端密封装置。
二、按工作原理的分类
风机
叶片式风机
容积式风机
离心式风机 轴流式风机 往复式风机
回转式风机
叶氏风机 罗茨风机 螺杆风机等
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叶片式泵
离心泵
单级
单吸式 双吸式
多级
节段式 蜗壳式(水平中开式) 圆筒形双壳体式
轴流泵
固定叶片 可调叶片
斜流泵
蜗壳式
导叶式
旋涡泵
活塞式
容积式泵 泵
往复泵 回转泵
柱塞式 隔膜式 齿轮泵
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