泵与风机基础知识课件

泵 与 风 机 知 识 培训交流讲师：请将手机关闭或振动；请将手机关闭或振动；不要随意进出；不要随意进出；不要私下交流；不要私下交流；未经许可不能中途离场；未经许可不能中途离场；如遇特殊原因离场须经讲师批准；如遇特殊原因离场须经讲师批准；会场纪律以上每以上每违反一反一项，现场做做10个俯卧撑个俯卧撑/下蹲起。下蹲起。欢迎随时提出问题！欢迎积极回答问题！欢迎随时提出问题！欢迎积极回答问题！欢迎老师到来！一、分类及工作原理一、分类一、分类 按泵与风机工作原理分类：按泵与风机工作原理分类：风机二、工作原理二、工作原理（一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机 图 0-4 叶片式泵结构示意图 工工作叶轮旋转时叶轮上的叶片将能量连续地传给流体，从而将流体输送到高压、高位处或远处的泵与风机。按叶片对流体作功的原理不同，又可分为离心式、轴流式和混流式三种，如图0-4所示。离离心心泵泵示示意意图图轴轴流流泵泵示示意意图图混混流流泵泵示示意意图图叶轮叶轮叶轮叶轮叶轮压出室压出室吸入室吸入室扩散管扩散管导叶导叶导叶导叶泵壳泵壳 1 1 1 1、离心式泵与风机的工作原理、离心式泵与风机的工作原理、离心式泵与风机的工作原理、离心式泵与风机的工作原理 叶轮旋转，叶片迫使流体旋转对流体沿它的运动方向作功；叶轮连续地旋转，流体也就连续地排出、吸入，形成离心式泵与风机的连续工作。流体在惯性力的作用下，从叶轮中心流出，并进入压出室；在叶轮中心形成低压区，在吸入端压强的作用下，流体经吸入室进入叶轮；风机叶轮风机叶轮离心泵模型离心泵模型离心泵剖面图离心泵剖面图 2 2 2 2、轴轴轴轴流流流流式式式式泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机的的的的工工工工作原理作原理作原理作原理 流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转时，旋转着的叶片给绕流流体一个轴向的推力此叶片的推力对流体作功，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶轮连续旋转即形成轴流式泵与风机的连续工作。入口静叶入口静叶动叶动叶出口静叶出口静叶入口静叶入口静叶调节机构调节机构 2 2 2 2、轴轴轴轴流流流流式式式式泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机的的的的工工工工作原理作原理作原理作原理 流流体体沿沿轴轴向向流流入入叶叶片片通通道道，当当叶叶轮轮在在原原动动机机驱驱动动下下旋旋转转时时，旋旋转转着着的的叶叶片片给给绕绕流流流流体体一一个个轴轴向向的的推推力力此此叶叶片片的的推推力力对对流流体体作作功功，使使流流体体的的能能量量增增加加并并沿沿轴轴向向排排出出。叶叶轮轮连连续续旋旋转转即即形形成成轴轴流流式式泵与风机的连续工作。泵与风机的连续工作。轴流泵轴流泵 3 3 3 3、混流式泵与风机的工作原理、混流式泵与风机的工作原理、混流式泵与风机的工作原理、混流式泵与风机的工作原理 与与离离心心式式相相比比，混混流流式式泵泵与与风风机机流流量量较较大大、能能头头较较低低；但但和和轴轴流流式式相相比比，混混流流式式泵泵与与风风机机流流量量较较小小、能能头头较较高高。总总之之，从从性性能能上上看看，它它是是介介于于离离心心式式和和轴轴流流式式之之间间的的一一种种泵泵与与风风机机。而其叶轮形状和工作原理也都具有两者的特点。而其叶轮形状和工作原理也都具有两者的特点。叶轮叶轮导叶导叶（二二二二）容容容容积积积积式式式式（又又又又称称称称定定定定排排排排量式量式量式量式)）泵与风机）泵与风机）泵与风机）泵与风机 通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风机。根据机械运动方式的不同还可分为往往复复式式和回转式回转式。往复式往复式往复式往复式活塞泵原理图活塞泵原理图活塞泵模型活塞泵模型 （二二二二）容容容容积积积积式式式式（又又又又称称称称定定定定排排排排量量量量式式式式）泵与风机泵与风机泵与风机泵与风机 通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风机。根据机械运动方式的不同还可分为往复式往复式和回转式回转式。回转式回转式回转式回转式悬片式真空泵悬片式真空泵齿轮泵齿轮泵双螺杆泵双螺杆泵萝次风机萝次风机活塞泵结构图 （三三三三）其其其其它它它它类类类类型型型型的的的的泵与风机的工作原理泵与风机的工作原理泵与风机的工作原理泵与风机的工作原理射流泵射流泵射流泵射流泵 无法归入前面两大类的泵与风机。这类泵与风机主要特点是利用具有较高能量的工作流体来输送能量较低的流体。例如，液环泵液环泵、射流泵射流泵等。上上述述三三种种类类型型的的泵泵与与风风机机中中，用用用用途途途途最最最最广广广广泛泛泛泛的的的的是是是是叶叶叶叶片片片片式式式式泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机。这这是是因因为为，与与其其它它类类型型相相比比，叶叶叶叶片片片片式式式式泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机具具具具有有有有效效效效率率率率高高高高、性性性性能能能能可可可可靠靠靠靠、容容容容易易易易调调调调节节节节等等等等优优优优点点点点，特特别别是是可可可可以以以以制制制制成成成成各各各各种种种种能能能能头头头头及及及及流流流流量量量量的的的的泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机以以以以满满满满足足足足不不不不同同同同的的的的需需需需求求求求。所所以以在在火火力力发发电电厂厂及及其其它它工工业业中中得得到到了了广广泛泛的的应应用用。因因此此，学学学学习习习习时时时时时时时时我我我我们们们们将将将将着着着着重重重重讨讨讨讨论论论论叶叶叶叶片式泵与风机片式泵与风机片式泵与风机片式泵与风机。根根据据电电厂厂用用泵泵与与风风机机使使用用的的实实际际情情况况，我我们们学学习习时时也也对对活活塞塞泵泵和和柱柱塞塞泵泵、齿齿轮轮泵泵和和螺螺杆杆泵泵、罗罗茨茨风风机机以以及及和和射射流流泵泵等等的的工作原理与性能作一点了解。工作原理与性能作一点了解。二二 泵的气蚀及危害泵的气蚀及危害一、泵内汽蚀现象一、泵内汽蚀现象1 1、形、形 成：成：机械侵蚀机械侵蚀化学腐蚀化学腐蚀内向爆炸性冷凝冲击，微细射流内向爆炸性冷凝冲击，微细射流疲劳破坏疲劳破坏汽泡溃灭汽泡溃灭活性气体活性气体凝结热凝结热腐蚀性破坏腐蚀性破坏（水力机械的系统和设备）（水力机械的系统和设备）点蚀点蚀2 2、什么是：汽泡形成、什么是：汽泡形成发展发展溃灭溃灭过流壁面破坏的全过程。过流壁面破坏的全过程。3 3、分、分 类：移动汽蚀、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。类：移动汽蚀、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。蜂窝状汽蚀。蜂窝状汽蚀。汽蚀对泵叶轮的破坏汽蚀对泵叶轮的破坏电厂循环水泵叶轮汽蚀电厂循环水泵叶轮汽蚀二、对泵运行的危害二、对泵运行的危害 1、缩短泵的使用寿命：粗糙多孔、缩短泵的使用寿命：粗糙多孔显微裂纹显微裂纹蜂窝状或蜂窝状或海绵状侵蚀海绵状侵蚀呈空洞。呈空洞。3、影响泵的运行性能：断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜、影响泵的运行性能：断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜伏性汽蚀（易被忽视）。伏性汽蚀（易被忽视）。2、产生噪声和振、产生噪声和振动：若振动产生汽泡，动：若振动产生汽泡，汽蚀产生振动汽蚀产生振动互相互相激励激励汽蚀共振。汽蚀共振。泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？提高泵抗汽蚀性能的措施提高泵抗汽蚀性能的措施 泵在运行中汽蚀与否，是由泵本身的汽蚀性能和吸入装置泵在运行中汽蚀与否，是由泵本身的汽蚀性能和吸入装置 的特性共同决定的。因此，解决泵汽蚀问题可从如下四个方面的特性共同决定的。因此，解决泵汽蚀问题可从如下四个方面入手：入手：（一）降低必需汽蚀余量以（一）降低必需汽蚀余量以提高提高提高提高泵抗汽蚀性能的措施泵抗汽蚀性能的措施 （四）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料（四）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料 （二）提高有效汽蚀余量以（二）提高有效汽蚀余量以防止防止防止防止泵汽蚀的措施泵汽蚀的措施 （三）运行中（三）运行中防止防止防止防止汽蚀的措施汽蚀的措施。多级泵首级叶轮采用双吸式，在多级泵首级叶轮采用双吸式，在qV、n和和c相相同的情况下，其必需汽蚀余量变为单吸叶轮的必同的情况下，其必需汽蚀余量变为单吸叶轮的必需汽蚀余量的需汽蚀余量的0.63 倍倍？如国产如国产125MW 和和 300MW汽轮发电机组的给水泵首级叶轮均采用双吸式。汽轮发电机组的给水泵首级叶轮均采用双吸式。（一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施（一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施（一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施（一）降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施 1 1多级泵首级叶轮采用双吸式多级泵首级叶轮采用双吸式多级泵首级叶轮采用双吸式多级泵首级叶轮采用双吸式 其加压和强制预旋其加压和强制预旋w0 NPSHr；其轴向流道宽而长，；其轴向流道宽而长，汽泡汽泡后，后，只能沿其外缘运动，因只能沿其外缘运动，因p 溃灭，限制汽泡溃灭，限制汽泡,不不致使阻塞整个流道。在安装诱导轮之后，致使阻塞整个流道。在安装诱导轮之后，c值可由值可由8001000 3000 。目前国产火力电厂大型凝结水泵一般都装有诱导轮。目前国产火力电厂大型凝结水泵一般都装有诱导轮。2 2加装诱导轮加装诱导轮加装诱导轮加装诱导轮 在水泵安装时尽可能地减少吸入管路上的弯头等附件，并不设阀门等，在水泵安装时尽可能地减少吸入管路上的弯头等附件，并不设阀门等，合理地加大吸入管道的直径，以减小流速，尽量缩短吸入管道长度。合理地加大吸入管道的直径，以减小流速，尽量缩短吸入管道长度。1 1、减少吸入管路的阻力损失、减少吸入管路的阻力损失、减少吸入管路的阻力损失、减少吸入管路的阻力损失 3 3、设置前置泵、设置前置泵、设置前置泵、设置前置泵 （二）提高有效汽蚀余量以防止泵汽蚀的措施（二）提高有效汽蚀余量以防止泵汽蚀的措施（二）提高有效汽蚀余量以防止泵汽蚀的措施（二）提高有效汽蚀余量以防止泵汽蚀的措施 2 2、合理的选择泵的几何安装高度、合理的选择泵的几何安装高度、合理的选择泵的几何安装高度、合理的选择泵的几何安装高度H Hg g 在可能的情况下在可能的情况下,Hg；对吸饱和水的给水泵和凝结水泵必须采取；对吸饱和水的给水泵和凝结水泵必须采取Hd。确定确定Hg或或Hd时，应留有较大余量，以防止在非正常工况时产生汽蚀现象。时，应留有较大余量，以防止在非正常工况时产生汽蚀现象。单机容量单机容量锅炉给水泵的锅炉给水泵的T和和n泵入口有泵入口有NPSHa除氧器的除氧器的Hd安装困难且不经济。为降低除氧器的安装高度，安装困难且不经济。为降低除氧器的安装高度，国内外对大容量的锅炉给国内外对大容量的锅炉给水泵，广泛采用在其前设置低速前置泵的方法。水泵，广泛采用在其前设置低速前置泵的方法。前置泵转速低，且具有较前置泵转速低，且具有较好的抗汽蚀性能，给水经前置泵升压后再进入给水泵，好的抗汽蚀性能，给水经前置泵升压后再进入给水泵，相当于提高了吸入相当于提高了吸入池液面的压强水头池液面的压强水头 pe/g，提高了泵的，提高了泵的NPSHa，改善了给水泵的汽蚀性能。，改善了给水泵的汽蚀性能。（1）规定首级叶轮的汽蚀寿命。规定首级叶轮的汽蚀寿命。规定首级叶轮的汽蚀寿命。规定首级叶轮的汽蚀寿命。运行中一般不能因为给水泵或凝结水运行中一般不能因为给水泵或凝结水泵汽蚀而导致停机，为了避免因汽蚀而发生泵的重大损坏事故，火力发电厂泵汽蚀而导致停机，为了避免因汽蚀而发生泵的重大损坏事故，火力发电厂应规定首级叶轮的汽蚀寿命，到时予以更换。应规定首级叶轮的汽蚀寿命，到时予以更换。（2）泵应在规定转速下运行。泵应在规定转速下运行。泵应在规定转速下运行。泵应在规定转速下运行。泵在超过规定的转速下运行，根据泵的泵在超过规定的转速下运行，根据泵的汽蚀相似定律可知，当转速增加时，泵的必需汽蚀余量成平方增加，汽蚀相似定律可知，当转速增加时，泵的必需汽蚀余量成平方增加，则泵则泵的抗汽蚀性能将显著降低。的抗汽蚀性能将显著降低。（3）不允许用泵的吸入系统上的阀门调节流量。不允许用泵的吸入系统上的阀门调节流量。不允许用泵的吸入系统上的阀门调节流量。不允许用泵的吸入系统上的阀门调节流量。泵在运行时，如果采泵在运行时，如果采用吸入系统上的阀门调节流量，将导致吸入管路的水头损失增大，用吸入系统上的阀门调节流量，将导致吸入管路的水头损失增大，从而降从而降低了装置的有效汽蚀余量。低了装置的有效汽蚀余量。（三）运行中防止汽蚀的措施（三）运行中防止汽蚀的措施。（4）泵在运行时）泵在运行时,如果如果发生汽蚀发生汽蚀发生汽蚀发生汽蚀,可以设法把流量可以设法把流量调节到较小流量调节到较小流量调节到较小流量调节到较小流量处；处；若有可能，若有可能，也可降低转速也可降低转速也可降低转速也可降低转速。受到使用和安装条件的限制不能完全避免发生汽蚀的泵，受到使用和安装条件的限制不能完全避免发生汽蚀的泵，应应采用抗汽蚀性能好的材料制成叶轮采用抗汽蚀性能好的材料制成叶轮采用抗汽蚀性能好的材料制成叶轮采用抗汽蚀性能好的材料制成叶轮，或将这类材料，或将这类材料喷涂喷涂喷涂喷涂在泵在泵壳、叶轮的流道表面上，以便延长叶轮的使用寿命。壳、叶轮的流道表面上，以便延长叶轮的使用寿命。一般来说，一般来说，材料的强度高、韧性好、硬度高、化学稳定性材料的强度高、韧性好、硬度高、化学稳定性材料的强度高、韧性好、硬度高、化学稳定性材料的强度高、韧性好、硬度高、化学稳定性好，则它抗汽蚀性能也好好，则它抗汽蚀性能也好好，则它抗汽蚀性能也好好，则它抗汽蚀性能也好。（四）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料（四）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料（四）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料（四）首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料 如高压给水泵广泛采用各种等级的如高压给水泵广泛采用各种等级的铬不锈钢铬不锈钢铬不锈钢铬不锈钢，目前国外认，目前国外认为满意的材料是为满意的材料是含铬含铬含铬含铬17%17%、镍、镍、镍、镍4%4%的马氏体沉淀硬化不锈钢的马氏体沉淀硬化不锈钢的马氏体沉淀硬化不锈钢的马氏体沉淀硬化不锈钢。三三 泵与风机的启动和运行泵与风机的启动和运行 一、泵与风机的启动特性一、泵与风机的启动特性 1 1、基本概、基本概、基本概、基本概念念念念 1 1 泵与风机的启动特性：泵与风机的启动特性：泵与风机的启动特性：泵与风机的启动特性：泵与风机转子从静止到额定转速泵与风机转子从静止到额定转速所需的旋转力矩随转速的变化关系。所需的旋转力矩随转速的变化关系。2 2 泵与风机的启动转矩：泵与风机的启动转矩：泵与风机的启动转矩：泵与风机的启动转矩：使泵与风机由静止开始运动，必使泵与风机由静止开始运动，必须克服其全部旋转部分的惯性力、须克服其全部旋转部分的惯性力、轴承及填料箱等的阻力所需轴承及填料箱等的阻力所需的旋转力矩之和。约为其额定转矩的的旋转力矩之和。约为其额定转矩的10 20%。3 3 电动机的启动转矩：电动机的启动转矩：电动机的启动转矩：电动机的启动转矩：泵与风机所需的转矩与为加速电动泵与风机所需的转矩与为加速电动机转子的转动惯量所需的剩余转矩之和。机转子的转动惯量所需的剩余转矩之和。约为泵与风机额定转约为泵与风机额定转矩的矩的100 200%。相应的。相应的启动电流一般为额定值的启动电流一般为额定值的启动电流一般为额定值的启动电流一般为额定值的500700%500700%。2 2、泵与风机的启动过程分析、泵与风机的启动过程分析、泵与风机的启动过程分析、泵与风机的启动过程分析（以泵为例（以泵为例）3 3、电动机的启动、电动机的启动、电动机的启动、电动机的启动 电动机的启动转矩远大于泵所需的启动转矩，其启动电流电动机的启动转矩远大于泵所需的启动转矩，其启动电流一般为额定值的一般为额定值的5 7倍。倍。受地区电源容量的限制受地区电源容量的限制受地区电源容量的限制受地区电源容量的限制，一般电动机一般电动机不直接全压启动不直接全压启动不直接全压启动不直接全压启动，而是借助星三角启动器、启动补偿器等进行，而是借助星三角启动器、启动补偿器等进行降压启动，以尽可能减小启动电流。降压启动，以尽可能减小启动电流。4 4、大型泵与风机的启动、大型泵与风机的启动、大型泵与风机的启动、大型泵与风机的启动 由于大型泵与风机的由于大型泵与风机的转动惯量较大转动惯量较大转动惯量较大转动惯量较大，故其所需电动机的启，故其所需电动机的启动转矩也较大，启动中，电动机动转矩也较大，启动中，电动机可能产生很大的冲击电流可能产生很大的冲击电流可能产生很大的冲击电流可能产生很大的冲击电流，以，以至至影响到电网的正常运行影响到电网的正常运行影响到电网的正常运行影响到电网的正常运行。为改善泵与风机的启动条件，可采。为改善泵与风机的启动条件，可采用用变速调节变速调节变速调节变速调节的方法；对于大型动叶可调轴流式泵与风机，可在的方法；对于大型动叶可调轴流式泵与风机，可在调节动叶安装角为最小调节动叶安装角为最小调节动叶安装角为最小调节动叶安装角为最小的情况下启动。的情况下启动。四四 泵与风机运行中的几个问泵与风机运行中的几个问题题 泵与风机的运行状况对电厂的安全、经济运行十分重要。泵与风机的运行状况对电厂的安全、经济运行十分重要。目前泵与风机在运行中还存在不少问题，如运行目前泵与风机在运行中还存在不少问题，如运行效率偏低效率偏低效率偏低效率偏低、振振振振动动动动、磨损磨损磨损磨损等问题。等问题。效率问题效率问题效率问题效率问题：低效产品已逐步被较高效率的新产品所取代，：低效产品已逐步被较高效率的新产品所取代，并随着各种新型、高效调节装置的使用，运行效率已得到了并随着各种新型、高效调节装置的使用，运行效率已得到了大大改善。大大改善。磨损问题磨损问题磨损问题磨损问题：火力发电厂的引风机设置在除尘器之后，但由火力发电厂的引风机设置在除尘器之后，但由于除尘器并不能把烟气中全部固体微粒除去，剩余的固体于除尘器并不能把烟气中全部固体微粒除去，剩余的固体微粒将随烟气进入引风机，冲击叶片和机壳表面，引起引微粒将随烟气进入引风机，冲击叶片和机壳表面，引起引风机磨损并会沉积在引风机叶片上。由于磨损和积灰是不风机磨损并会沉积在引风机叶片上。由于磨损和积灰是不均匀的，从而均匀的，从而破坏破坏破坏破坏了了风机的动静平衡风机的动静平衡风机的动静平衡风机的动静平衡，引起风机振动引起风机振动引起风机振动引起风机振动，甚，甚至迫使锅炉停止运行。与引风机比较，制粉系统中的排粉至迫使锅炉停止运行。与引风机比较，制粉系统中的排粉风机的工作条件更差，其磨损也更为严重。风机的工作条件更差，其磨损也更为严重。振动问题振动问题振动问题振动问题：泵与风机的振动现象是运行中常见的故障，严泵与风机的振动现象是运行中常见的故障，严重时将危及其安全运行，甚至会影响到整个机组的正常运行。重时将危及其安全运行，甚至会影响到整个机组的正常运行。随着机组容量的日趋大型化，其振动问题亦变得尤为突出。随着机组容量的日趋大型化，其振动问题亦变得尤为突出。引起泵与风机振动原因的复杂性及易于察觉的特点，通常将引起泵与风机振动原因的复杂性及易于察觉的特点，通常将泵与风机的振动分为泵与风机的振动分为流体流动引起的振动流体流动引起的振动流体流动引起的振动流体流动引起的振动、机械原因引起的机械原因引起的机械原因引起的机械原因引起的振动振动振动振动以及由以及由原动机引起的振动原动机引起的振动原动机引起的振动原动机引起的振动三类。三类。非流体流动引起的振动及磨损等问题较易分析、掌握，流体非流体流动引起的振动及磨损等问题较易分析、掌握，流体流动引起的振动的问题是比较复杂的。流动引起的振动的问题是比较复杂的。流体流动引起的振动包括：流体流动引起的振动包括：水力振动水力振动水力振动水力振动、旋转脱流旋转脱流旋转脱流旋转脱流引起的振动引起的振动和和喘振喘振喘振喘振。一、水力振动一、水力振动 水力振动主要是由于泵内或管路系统中水力振动主要是由于泵内或管路系统中流体流动不正常流体流动不正常流体流动不正常流体流动不正常而引而引起的，它即与泵及管路系统的设计、制造优劣有关，也与运行工起的，它即与泵及管路系统的设计、制造优劣有关，也与运行工况有关，且主要因况有关，且主要因水力冲击水力冲击水力冲击水力冲击和和水泵汽蚀水泵汽蚀水泵汽蚀水泵汽蚀引起。引起。水力冲击水力冲击水力冲击水力冲击 产生机理：产生机理：产生机理：产生机理：由于水泵由于水泵叶片叶片叶片叶片的的涡流涡流涡流涡流脱离的脱离的尾迹尾迹尾迹尾迹要持续一段很长要持续一段很长的距离，的距离，在动静部分产生干涉现象在动静部分产生干涉现象在动静部分产生干涉现象在动静部分产生干涉现象，当水由叶轮叶片外端，当水由叶轮叶片外端经过导经过导经过导经过导叶和蜗舌时叶和蜗舌时叶和蜗舌时叶和蜗舌时，就要产生水力冲击，形成，就要产生水力冲击，形成有一定频率的周期性压强有一定频率的周期性压强有一定频率的周期性压强有一定频率的周期性压强脉动脉动脉动脉动，它传给泵体、管路和基础，引起振动和噪音。，它传给泵体、管路和基础，引起振动和噪音。后果影响：后果影响：后果影响：后果影响：若各级动叶和导叶组装位置均在同一方向，则各若各级动叶和导叶组装位置均在同一方向，则各级叶轮叶片通过导叶头部时的水力冲击将叠加起来，引起振动。级叶轮叶片通过导叶头部时的水力冲击将叠加起来，引起振动。如果这个频率与泵本身或管路的固有频率相重合，将产生共振。如果这个频率与泵本身或管路的固有频率相重合，将产生共振。f=zn/60（Hz）（4-24）防止措施：防止措施：防止措施：防止措施：适当增加叶轮外直径与导叶、泵壳与舌之间的距适当增加叶轮外直径与导叶、泵壳与舌之间的距离，缓和冲击、减小振幅；组装时，将各级的动叶出口边相对于离，缓和冲击、减小振幅；组装时，将各级的动叶出口边相对于导叶头部按一定节距错开，以免水力冲击叠加、减小压强脉动。导叶头部按一定节距错开，以免水力冲击叠加、减小压强脉动。二、旋转脱流引起振动二、旋转脱流引起振动 产生机理：产生机理：产生机理：产生机理：在上述两种条件下，脱流阻塞叶道造成分流，使脱流以在上述两种条件下，脱流阻塞叶道造成分流，使脱流以 的的旋转速度沿叶轮旋向相反传播，致使脱流最终以（旋转速度沿叶轮旋向相反传播，致使脱流最终以（-）的速度）的速度旋转。称之为旋转。称之为“旋转脱流旋转脱流”或或“旋转失速旋转失速”。图图4-30 4-30 叶片的正常工况和脱流工况叶片的正常工况和脱流工况图图4-31 4-31 动叶中旋转脱流的形成动叶中旋转脱流的形成 二、旋转脱流引起振动二、旋转脱流引起振动 后果影响：后果影响：后果影响：后果影响：风机进入不稳定工况区运行，叶轮内将产生一个到数个旋转风机进入不稳定工况区运行，叶轮内将产生一个到数个旋转脱流区，叶片依次经过脱流区产生交变应力的作用，其作用频率脱流区，叶片依次经过脱流区产生交变应力的作用，其作用频率与旋转脱流的转速及脱流区的数目成正比，会使与旋转脱流的转速及脱流区的数目成正比，会使叶片产生疲劳叶片产生疲劳叶片产生疲劳叶片产生疲劳。若这一激振力的作用频率与叶片的固有频率成整数倍，或等若这一激振力的作用频率与叶片的固有频率成整数倍，或等于、或接近于叶片的固有频率时，叶片将于、或接近于叶片的固有频率时，叶片将发生共振发生共振发生共振发生共振，进而造成叶，进而造成叶片片断裂断裂断裂断裂，并可能，并可能将全部叶片打断将全部叶片打断将全部叶片打断将全部叶片打断。防止措施：防止措施：防止措施：防止措施：应尽量避免泵与风机在不稳定工况区运行。应尽量避免泵与风机在不稳定工况区运行。三、喘振三、喘振 喘振现象：喘振现象：喘振现象：喘振现象：若具有若具有驼峰驼峰驼峰驼峰形性能曲形性能曲线的泵与风机线的泵与风机在不稳定区域内运行在不稳定区域内运行在不稳定区域内运行在不稳定区域内运行，而而管路系统管路系统管路系统管路系统中的中的容量容量容量容量又又很大很大很大很大时，则泵时，则泵与风机的流量、压头和轴功率会在瞬与风机的流量、压头和轴功率会在瞬间内发生很大的周期性的波动，引起剧烈的振动和噪声。这种现间内发生很大的周期性的波动，引起剧烈的振动和噪声。这种现象称为象称为“喘振喘振”或或“飞动飞动”现象。现象。当用户所需要的流量当用户所需要的流量小于小于qVK时时,风机的运行工况点将由风机的运行工况点将由E点滑向点滑向K点点,并将周而复始地按并将周而复始地按E EKKC CD DE E各点重复循环，形成运行各点重复循环，形成运行工况的周期性波动。工况的周期性波动。图图4-32 风机在大容量管路风机在大容量管路系统中运行的示意图系统中运行的示意图图图4-33 喘喘振现象振现象 原因分析：原因分析：原因分析：原因分析：防止措施：防止措施：防止措施：防止措施：三、喘振三、喘振 （1）采用分流调节采用分流调节采用分流调节采用分流调节 可装设再循环管或自动排出阀门，使泵可装设再循环管或自动排出阀门，使泵与风机的排出流量恒大于临界流量。与风机的排出流量恒大于临界流量。（2）采用变速调节采用变速调节采用变速调节采用变速调节 若管路性能曲线不通过坐标原点时，改若管路性能曲线不通过坐标原点时，改变风机的转速，也可得到稳定的运行工况。变风机的转速，也可得到稳定的运行工况。（3）采用动叶调节采用动叶调节采用动叶调节采用动叶调节 对轴流式泵与风机，可减小其动叶安装对轴流式泵与风机，可减小其动叶安装角，使性能曲线向左下方移动。角，使性能曲线向左下方移动。（5）最根本的措施最根本的措施最根本的措施最根本的措施 尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的泵尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的泵与风机。与风机。（4）切割叶轮叶片切割叶轮叶片切割叶轮叶片切割叶轮叶片 对选配容量裕量过大的泵与风机，可通对选配容量裕量过大的泵与风机，可通过切割，减小其叶轮叶片直径，使性能曲线向左下方移动。过切割，减小其叶轮叶片直径，使性能曲线向左下方移动。旋转脱流和喘振现象的区别与联系：旋转脱流和喘振现象的区别与联系：旋转脱流和喘振现象的区别与联系：旋转脱流和喘振现象的区别与联系：三、喘振三、喘振 旋转脱流是旋转脱流是叶片结构特性叶片结构特性叶片结构特性叶片结构特性造成的一种流体动力现象，它的基造成的一种流体动力现象，它的基本特性，如脱流区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等，都有本特性，如脱流区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等，都有它自己的规律，不受泵与风机管路系统的容量和形状的影响。它自己的规律，不受泵与风机管路系统的容量和形状的影响。喘振是喘振是泵与风机性能与管路系统耦合泵与风机性能与管路系统耦合泵与风机性能与管路系统耦合泵与风机性能与管路系统耦合后振荡特性的一种表现后振荡特性的一种表现形式，它的振幅、频率等基本特性受泵与风机管路系统容量的支形式，它的振幅、频率等基本特性受泵与风机管路系统容量的支配，其流量、全压和轴功率的波动是由不稳定工况区造成的。配，其流量、全压和轴功率的波动是由不稳定工况区造成的。试验研究表明：喘振现象总是与叶道内气流的旋转脱流密切试验研究表明：喘振现象总是与叶道内气流的旋转脱流密切相关，而冲角的增大也与流量的减小有关。所以，相关，而冲角的增大也与流量的减小有关。所以，在出现喘振的在出现喘振的在出现喘振的在出现喘振的不稳定工况区内必定会出现旋转脱流不稳定工况区内必定会出现旋转脱流不稳定工况区内必定会出现旋转脱流不稳定工况区内必定会出现旋转脱流。谢 谢