减体力学与减体机械 (十二) 多媒体教学课件 李文科制作
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第十二章离心式泵与风机的设备性能 第一节离心式泵与风机的理论性能曲线 >第二节泵与风机的损失与效率 >第三节泵与风机的实际性能曲线 第四节泵与风机的相似律 第五节风机的无因次性能曲线 >第六节泵与风机的比转数 第七节水泵的气蚀性能
第十二章 离心式泵与风机的设备性能 Ø第一节 离心式泵与风机的理论性能曲线 Ø第二节 泵与风机的损失与效率 Ø第三节 泵与风机的实际性能曲线 Ø第四节 泵与风机的相似律 Ø第五节 风机的无因次性能曲线 Ø第六节 泵与风机的比转数 Ø第七节 水泵的气蚀性能
4第一节离心式泵与风机的理论性能曲线 内容提要 ◇理论压头曲线 ◇理论功率曲线
第一节 离心式泵与风机的理论性能曲线 内 容 提 要 ² 理论压头曲线 ² 理论功率曲线
第一节离心式泵与风机的理论性能曲线 泵与风机的性能是由流量Q、压头H、轴功率N、效率n及 转速n等参数表示的。这些参数之间存在着一定的函数关系, 当一个参数变化时,其它参数都随之而变化。这种函数关系 用曲线表示,就是泵与风机的性能曲线。 在泵与风机运转时,转速n一般由原动机转速所决定,基 本不变。流量Q随着用户需要而经常变化。所以性能曲线通常 是在转速一定的情况下,以流量为自变量,讨论其它性能参数 的变化。性能曲线有以下三种: 1)压头与流量之间的关系H=f1(Q); 2)轴功率与流量之间的关系N=f2(Q); 3)效率与流量之间的关系n=f3Q)
第一节 离心式泵与风机的理论性能曲线 泵与风机的性能是由流量Q、压头H、轴功率N、效率及 转速n等参数表示的。这些参数之间存在着一定的函数关系， 当一个参数变化时，其它参数都随之而变化。这种函数关系 用曲线表示，就是泵与风机的性能曲线。 在泵与风机运转时，转速n一般由原动机转速所决定，基 本不变。流量Q随着用户需要而经常变化。所以性能曲线通常 是在转速一定的情况下，以流量为自变量，讨论其它性能参数 的变化。性能曲线有以下三种： 1)压头与流量之间的关系H=f1(Q)； 2)轴功率与流量之间的关系N=f2(Q)； 3)效率与流量之间的关系=f3(Q)
第一节离心式泵与风机的理论性能曲线 理论性能曲线是从欧拉方程式出发,研究理想条件下的性 能曲线。假设流体沿径向流入叶轮,欧拉方程式为 T 2 u-uc cot g (11-14) 其中 丌D,n/60 42S B r2 cot 2T E2I D,, (11-5) 将以上流速代入式(11-14),得 u cot B, 丌D2b 对于大小一定的泵或风机,转速不变时,上式中u2、ε2、D2、 b2、β2均为定值,上式可简写为
第一节 离心式泵与风机的理论性能曲线 理论性能曲线是从欧拉方程式出发，研究理想条件下的性 能曲线。假设流体沿径向流入叶轮，欧拉方程式为： (11-14) 其中 (11-4) (11-15) (11-5) 将以上流速代入式(11-14)，得 对于大小一定的泵或风机，转速不变时，上式中u2、2、D2、 b2、2均为定值，上式可简写为 2 2 2 2 2 2 cot / 60 u r c u c u D n ( cot ) 1 1 2 2 2 2 T 2 u2 u2 u cr g u c g H 2 2 2 2 D b Q c T r 2 2 2 2 2 2 2 cot D b Q g u g u H T T
第一节离心式泵与风机的理论性能曲线 Hr A- B2T (12-1) 式中,A=2,B=22 cot B ,均是常数。 g 8 D 式(12-1)说明,泵与风机的理论压头与理论流量是线性关 系,当Q1=0时,H1=u2/g。直线的形状与出口安装角β2有关 对于三种叶型分别为: 后弯式叶轮β20,B>0,当Qr增大时 H减小,Hr-Q1线向下倾斜; 前弯式叶轮β2>90°,cotβ2<0,B<0,当Qr增大时, H增大,HrQ1线向上倾斜; 径向式叶轮β2=90°,cotβ2=0,B=0,当Q增大时,HT不 变,Hr-Q1线水平。如图12-1所示
第一节 离心式泵与风机的理论性能曲线 (12-1) 式(12-1)说明，泵与风机的理论压头与理论流量是线性关 系，当QT=0时，HT=u2 2 /g。直线的形状与出口安装角2有关。 对于三种叶型分别为： 后弯式叶轮2＜90° ，cot2＞0，B＞0，当QT增大时， HT减小，HT-QT线向下倾斜； 前弯式叶轮2＞90° ，cot2＜0，B＜0 ，当QT增大时， HT增大，HT-QT线向上倾斜； 径向式叶轮2=90° ，cot2=0，B=0，当QT增大时，HT不 变，HT-QT线水平。如图l2-1所示。 式中， ， ，均是常数。 2 2 2 2 2 2 2 cot g D b u B g u A HT A BQT
第一节离心式泵与风机的理论性能曲线 htoo b b 图12-1三种叶轮的理论压头曲线图12-2三种叶型的理论功率曲线 a-前弯式;b-径向式;c-后弯式a-前弯式;b-径向式;c-后弯式
第一节 离心式泵与风机的理论性能曲线 图12-1 三种叶轮的理论压头曲线 图12-2 三种叶型的理论功率曲线 a-前弯式；b-径向式；c-后弯式 a-前弯式；b-径向式；c-后弯式
第一节离心式泵与风机的理论性能曲线 由于假设没有能量损失,理论轴功率等于有效功率,即 N=Ne=rH,Or 将式(12-1)代入,可得 N=yO(A-Bor (12-2) 式(12-2)表明,当Q1=0时,三种叶轮的理论功率都等于零 理论功率曲线都交于原点 对于径向式叶轮β2=90°,cotβ2=0,B=0,理论功率曲线 是一条直线。 对于前弯式叶轮,β2>90°,cotβ20,B>0,理论功率 曲线是向下凹的二次曲线。见图12-2
第一节 离心式泵与风机的理论性能曲线 由于假设没有能量损失，理论轴功率等于有效功率，即 将式(12-1)代入，可得 (12-2) 式(12-2)表明，当QT=0时，三种叶轮的理论功率都等于零， 理论功率曲线都交于原点。 对于径向式叶轮2=90° ，cot2=0，B=0，理论功率曲线 是一条直线。 对于前弯式叶轮，2＞90° ，cot2＜0，B＜0，理论功率 曲线是向上凹的二次曲线。 对于后向式叶轮，2＜90° ，cot2＞0，B＞0，理论功率 曲线是向下凹的二次曲线。见图12-2。 ( ) NT QT A BQT NT Ne HTQT
第一节离心式泵与风机的理论性能曲线 在理想条件下,各项损失为零,因此效率恒为100%。 以上分析,可以定性地说明不同叶型的泵与风机性能曲线 的变化趋势,对于研究实际性能曲线是有意义的。同时理论性 能曲线还可以解释泵与风机在运转中产生一些问题的原因。如 由理论功率曲线可以看出,前弯式叶轮的轴功率随流量增加而 迅速增长,因此这种风机在运行中,电机很容易超载,而后弯 式叶轮几乎不会发生超载
第一节 离心式泵与风机的理论性能曲线 在理想条件下，各项损失为零，因此效率恒为100%。 以上分析，可以定性地说明不同叶型的泵与风机性能曲线 的变化趋势，对于研究实际性能曲线是有意义的。同时理论性 能曲线还可以解释泵与风机在运转中产生一些问题的原因。如 由理论功率曲线可以看出，前弯式叶轮的轴功率随流量增加而 迅速增长，因此这种风机在运行中，电机很容易超载，而后弯 式叶轮几乎不会发生超载
第二节泵与风机的损失与效率 内容提要 机械损失和机械效率 ◇二、容积损失和容积效率 令三、水力损失与水力效率 ◇四、泵与风机的总效率n
第二节 泵与风机的损失与效率 内 容 提 要 ´一、 机械损失和机械效率 ´二、 容积损失和容积效率 ´三、 水力损失与水力效率 ´四、 泵与风机的总效率