泵与风机性能曲线ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,PPT课件,*,Welcome,第二节,泵与风机,的,性能曲线,第二章,泵与风机的性能,第二章,泵与风机的性能,1,PPT课件,第二节第二章 泵与风机的性能第二章 泵与风机的性能1PPT课,一、概述,泵与风机的主要参数有,5,个：,q,v,、,H,(,p,),、,P,、,、,n,。,它们之间存在一定的关系，如,n,和,q,v,一定时，对某一泵或风机，其,H,(,p,),、,P,和,有一一对应的关系,而这些关系在以前是用式子表示的，但由于实际中存在以上的损失，这些式子中有一些不能用理论计算的系数,所以，实际的泵与风机的性能是不可能用精确的解析式子来表示的，只能用曲线表示,而曲线可以通过对该泵或风机进行实测获得，这些曲线就叫,性能曲线,。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,2,PPT课件,一、概述第二节 泵与风机的性能曲线第二章 泵与风机的性能2P,一、概述,性能曲线是指，,在,一定转速,n,下，流量,q,v,与扬程,H,(,或全压,p,),、轴功率,P,和效率,之间的关系曲线。,n,一定时，给出一个,q,v,就可在曲线上找到对应的一组,H,、,P,和,，这一组数就叫做一个,工况,。,所以，在曲线上有无穷多个点，也就是有无穷多个工况,在曲线上，有一个效率最高的点，这个点代表的是设计工况。,但在实际上，泵与风机不可能总是在最高效率点工作，运行效率在设计效率的,93%,以内时的区域叫,高效区,。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,3,PPT课件,一、概述第二节 泵与风机的性能曲线第二章 泵与风机的性能3P,二、用理论的方法绘制性能曲线,实际的性能曲线是用实验的方法绘制出来的，但为了说明曲线的一些影响因素，我们先用理论的方法绘制性能曲线。,1.,q,v,H,曲线,1),q,vT,H,T,曲线,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,在,qvT,HT,坐标上为一直线方程。,2,90,时斜率为正，,2,90,时斜率为负，,2,=90,时斜率为,0,。,4,PPT课件,二、用理论的方法绘制性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章,二、用理论的方法绘制性能曲线,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,5,PPT课件,二、用理论的方法绘制性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章,二、用理论的方法绘制性能曲线,1.,q,v,H,曲线,2),q,v,H,曲线,(,实际,),从理论上分析曲线的大体形状。以,2,90,为例，取其中的一部分进行放大。,(1),先去下标,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,仍为一直线，只不过,A,A,B,B,，即截距和斜率均减小。,6,PPT课件,二、用理论的方法绘制性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章,二、用理论的方法绘制性能曲线,1.,q,v,H,曲线,2),q,v,H,曲线,(,实际,),(1),先去下标,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,qvT,HT,qvT,HT,H,、,HT,、,HT,qv,、,qvT,7,PPT课件,二、用理论的方法绘制性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章,(2),去,H,的下标,T,因为,H=,h,H,T,，而,h,和,h,1,、,h,2,及,h,3,有关。,h,1,+,h,2,q,vT,2,，,又因为是损失，在坐标上应为负值。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,H,、,HT,、,HT,qv,、,qvT,阻力损失,h,1,+,h,2,=,K,1,qvT,2,qvT,HT,qvT,HT,8,PPT课件,(2)去H的下标T第二节 泵与风机的性能曲线第二章 泵与风机,(2),去,H,的下标,T,h,3,=K,2,(,q,v,-q,vd,),2,也应为负值,(,损失,),。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,H,、,HT,、,HT,qv,、,qvT,qvT,H,h,3,=K,2(,qv-qvd,),2,qvd,阻力损失,冲击损失,qvT,HT,qvT,HT,9,PPT课件,(2)去H的下标T第二节 泵与风机的性能曲线第二章 泵与风机,(3),再去掉,qv,T,的下标,q,H,1/2,也为一抛物线，,q,应负值。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,H,、,HT,、,HT,qv,、,qvT,qvT,H,qvd,阻力损失,冲击损失,q,H,1/2,容积损失,qvT,HT,qvT,HT,10,PPT课件,(3)再去掉qvT的下标第二节 泵与风机的性能曲线第二章 泵,二、用理论的方法绘制性能曲线,2.,q,v,P,曲线,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,在,qvT,Ph,坐标上,2,90,时为一有极值的抛物线。,轴功率应为,P,与机械损失,Pm,之和。,因为,Pm,为纯功率损失，无论有无流量，,Pm,总是存在，故曲线向上平移可得,qvT,-,P,曲线。,P,66,图,2-13,11,PPT课件,二、用理论的方法绘制性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章,二、用理论的方法绘制性能曲线,2.,q,v,P,曲线,再去掉,q,vT,的下标，即减去泄漏损失，可的,q,v,P,曲线。,从图不难看出，无论有无流量，只要运转，均有一定的轴功率。即,q,v,=0,时，,P,0,此即空转功率，它由两部分组成，一部分是机械损失，一部分是由泄漏引起。,在实际中，一般只用到曲线的上升段，故功率曲线一般为上升的曲线（近似直线）。（,P,67,图,2-15,）,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,12,PPT课件,二、用理论的方法绘制性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章,二、用理论的方法绘制性能曲线,3.,q,v,曲线,有了,q,v,在上述两条曲线上可得一,H,与,P,从而可算出,，但理论,q,v,曲线为一典型的抛物线,q,v,=0,时，,P,e,=0,=0,；,q,v,较大时也有,=0,。,实际的,q,v,曲线比理论值小，,q,v,较大时无用。,（,P,66,图,2-14,）,通常，三条曲线绘在同一图上，,=93%,max,的范围为高效区，即最佳工作区。,（,P,67,图,2-15,16,）,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,13,PPT课件,二、用理论的方法绘制性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章,三、实验方法绘制性能曲线,实际中一般用此法绘制，如有时间讲泵与风机的测试方法，并进行实验。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,14,PPT课件,三、实验方法绘制性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章 泵,四、离心式泵与风机性能曲线的分析,1.,工况,有一,q,v,就有一组,、,H,、,P,这一组数就是一个工况，应为一曲线，曲线上有无限多个点，就有无限多个工况，,=,max,的工况为,设计工况,(,最佳工况,、,额定工况,),。,泵与风机的,实际运行工况（只有一个）,取决于本身的性能曲线及负荷情况,(,管路特性,),。,2.,高效区宽,(,q,v,曲线平坦,),的泵与风机,调节性能,好。,3.,q,v,H,曲线的三种形状：平坦、陡降、驼峰。,2,a,增加易出现驼峰。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,15,PPT课件,四、离心式泵与风机性能曲线的分析第二节 泵与风机的性能曲线第,四、离心式泵与风机性能曲线的分析,在最佳工况点左右的区域,(,一般不低于最高效率的,0.93),称为经济工作区或高效工作区,泵与风机在此区域内工作最经济,.,当阀门全关时,q,v,=0,H,=,H,0,P,=,P,0,该工况为空转状态,.,这时,空载功率户,.,主要消耗在机械损失上,如旋转的叶轮与流体的摩擦,使水温迅速升高,会导致泵壳变形,轴弯曲以致汽化,特别是锅炉给水泵及凝结水泵,由于输送的是饱和液体,因此,为防止汽化,一般不允许在空转状态下运行,(,除特殊注明允许的外,).,如在运行中负荷降低到所规定的最小流量时,则应开启泵的旁路管,.,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,16,PPT课件,四、离心式泵与风机性能曲线的分析第二节 泵与风机的性能曲线第,四、离心式泵与风机性能曲线的分析,离心式泵与风机,在空转状态时,轴功率(空载功率)最小,一般为设计轴功率的30%左右,为避免启动电流过大,原动机过载,所以,离心式的泵与风机要在阀门全关的状态下启动,待运转正常后,再开大出口管路上的调节阀门,使泵与风机投入正常的运行.,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,17,PPT课件,四、离心式泵与风机性能曲线的分析第二节 泵与风机的性能曲线第,四、离心式泵与风机性能曲线的分析,后弯式叶轮,q,V,H,性能曲线的三种基本形状,可以分为三种基本类型,:,陡降的曲线,如图,217,a,所示,这种曲线有,25%,30%,的斜度,当流量变动很小时,扬程变化很大,适用于扬程变化大而流量变化小的情况,如电厂的取水水位变化较大的循环水泵,平坦的曲线,如图,217,b,所示,这种曲线具有,8%,一,12%,的斜度,;,当流量变化很大时,扬程变化很小,适用于流量变化大而要求扬程变化小的情况,如电厂的汽包锅炉给水泵,有驼峰的曲线,如图,217,c,所示,其扬程随流量的变化是先增加后减小,曲线上,k,点对应扬程的最大值,H,k,和,q,Vk,在,k,点左边为不稳定工作段,在该区域工作,会影响泵与风机的稳定工作,.,因此,不希望使用具有驼峰形曲线的泵与风机,.,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,18,PPT课件,四、离心式泵与风机性能曲线的分析第二节 泵与风机的性能曲线第,四、离心式泵与风机性能曲线的分析,由,q,v,一,P,性能曲线,(,图,2-12),可见,后弯式叶轮和前弯式叶轮有着明显的差别,:,后弯式叶轮的,q,v,一,P,性能曲线,随流量的增加功率变化缓慢.,前弯式叶轮随流量的增加,功率急剧上升,因此原动机容易超载.所以,对前弯式叶轮的风机在选用原动机时,容量富裕系数,K,值应取得大些.,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,19,PPT课件,四、离心式泵与风机性能曲线的分析第二节 泵与风机的性能曲线第,四、离心式泵与风机性能曲线的分析,因前弯式叶轮的,q,vT,H,T,理论性能曲线为一上升直线,在其上扣除轴向涡流及损失扬程后,所得到的实际,q,v,H,性能曲线是一具有较宽不稳定工作段的驼峰形曲线,.,如果风机在不稳定工作段工作,将导致喘振,.,因此,不允许在此区段工作,.,前弯式叶轮效率远低于后弯式,.,为了提高风机效率,节约能耗,目前大中型风机均采用效率较高的后弯式叶片,.,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,20,PPT课件,四、离心式泵与风机性能曲线的分析第二节 泵与风机的性能曲线第,五、轴流式泵与风机的性能曲线,在一定的转速下,对叶片安装角固定的轴流式泵与风机,试验所测得的典型性能曲线如图,219,所示,和离心式泵与风机性能曲线相比有显著的区别：,效率曲线与离心类似，只是高效区较窄,q,v,H,曲线,:,设计流量为,q,vd,随流量的减小,扬程,(,全压,),先是上升,当减小到,q,vc,时,扬程,(,全压,),开始下降,流量再减小到,q,vb,时,扬程,(,全压,),又开始上升直到流量为零时的最大值,.,此最大扬程,(,全压,),约为设计工况下扬程,(,全压,),的,2,倍,.,q,v,P,曲线,:,设计流量为,q,vd,随流量的减小,轴功率最小，随着流量的减小，轴功率逐渐增大，流量为,0,时，轴功率最大，所以,轴流式泵与风机应在阀门全开时启动,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,21,PPT课件,五、轴流式泵与风机的性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章,五、轴流式泵与风机的性能曲线,轴流式泵与风机性能曲线归结起来有以下特点,:,(1),q,v,H,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),轴功率,P,在空转状态,(,q,v,=0),时最大,随流量的增加而减小,为避免原动机过载,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,.,但如果采用可调叶片,则可使在很大的流量变化范围内保持高效率,.,这就是可调叶片轴流式泵与风机较为突出的优点,.,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,22,PPT课件,五、轴流式泵与风机的性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,显而易见，离心式泵与风机的叶轮结构与泵与风机的性能有着密切的关系，但各参数的变化又是相互影响的。,为了简化，我们只讨论它们各自对性能的影响，而不考虑它们之间的互相影响。,1.,1,a,叶片入口安装角,前面讲过，如果流体流入角,1,等于叶片入口安装角,1,a,，则冲角,i,=0,，流体流入时是无冲击的，对效率有利,但事实上，流体流入时是有冲角的，在具有一定的正冲角时，泵与风机进口处气流的阻力损失较小，效率可能还能提高，另外，还可提高泵的抗汽蚀性能。,它的变化对性能曲线的形状影响不大。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,23,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,2.,叶片进口边的布置,叶片进口边的布置主要影响泵的汽蚀性能，同时对泵的扬程、功率也有一定的影响。,叶片进口边的布置有平行与延伸两类。,a,为平行布置，,b,为延伸布置，全称为叶片在进口边延伸布置，它一方面增加了叶片的做功面积，另一方面由于圆周速度减小，对泵的抗汽蚀性能有利。目前，大多泵与风机采用这种布置方法。,叶片进口边的延伸布置时，,q,v,H,性能曲线较陡，,q,v,曲线向流量小的方向移动，最高效率有所提高；而在叶片平行布置时，,q,v,H,性能曲线容易出现驼峰。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,24,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,2.,叶片进口边的布置,叶片进口边的延伸布置，使叶片进口的圆周速度变化了，造成叶片在前后盖板处与中间流线处的液体流入角不等。,叶片进口边的延伸不能太多，否则叶片扭曲厉害，容易造成进口流道的堵塞，且不易制造，一般取叶片与轴线的夹角,25,45,。,优点：,1),q,v,H,曲线不易出驼峰，,2),max,有所提高，,3),增大了叶片的作用面积，使相同扬程下单位面积上的载荷下降，,4),进口边各点上的直径减小，,u,1,w,1,v,1,p,1,，不易汽蚀。,但延伸后，叶片呈扭曲形状，加工较困难。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,25,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,3.,D,2,叶轮外经,叶轮外径对泵与风机性能的影响角较大。由公式：,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,26,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,3.,D,2,叶轮外经,1),随,D,2,的增加而增加，截距，斜率不变,2),P,m,2,D,2,5,D,2,P,m,2,，,m,，,。,3),D,2,流道变长,h,1,h,2,不变或稍有增加。,4),D,2,材料的离心力增加，材料要求高。,5),D,2,占地面积，耗材多，成本高。,6),D,2,(,p,，,q,v,不变,),，,n,，噪音。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,27,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,4.,b,2,叶轮出口宽度,仍由上式：,1),b,2,斜率曲线变平，易出驼峰。,2),q,vT,较大时，,b,2,H,T,max,右移。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,28,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,5.,n,的影响,(,副产品,),仍由上式：,1),n,斜率曲线变陡不易出驼峰。,2),n,截距成平方增加。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,29,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,6.,2,a,的影响,1),2,a,v,2,u,H,T,2),2,a,流道弯曲严重，流道变短，扩散度,h,1,，,h,2,，但,h,1,h,2,，,(,离心式,),3),2,a,H,d,H,st,h,1,，,h,2,4),2,a,q,v,H,曲线变平易出现驼峰,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,30,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,5),q,v,P,曲线,由右式可知：,2,a,90,时，为一上跷的抛物线，在流量的增加值很小时，轴功率就有较大的增长，极易过载。,另外，从前面的公式还可看出，抛物线的斜率与输送流体的密度有关，如流体密度较小，则抛物线的上跷不是很厉害，过载量可能较小，但如果流体密度较大，则流量的增加将引起轴功率的快速增加，电机可能很快就过载烧毁。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,P,qv,P3,qv,P2,2a=90,ay90,2a90,的叶轮,(,前弯式叶轮,),，就是后弯式叶轮，,2,a,的值也不能太大，一般取,2,a,=15,30,优选,20,25,。,但由于风机输送流体介质的密度较小，且产生同样的全压时，如用前弯式叶轮，则风机的体积可以做的较小，所以在一些需要体积较小的地方,(,如空调的室内机等,),，常采用前弯式叶轮，如果电机的功率留出足够的裕量，是不会产生过载的。所以在风机中经常使用前弯式叶轮。,6),2,a,增加，对离心式而言，易产生较大的噪音。,7),用增加,2,a,的方法可以提高泵或风机的能头，但由于有较多的弊端，故采用是时应慎重。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,32,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响,7.,z,叶片数,在直径,D,处的叶片间距：,t,=,D,/,z,1),叶片数少时，,t,偏离,的假设较远，回流滑移系数,；,2),叶片数多时，流体与固体的接触面积增加，表面摩擦阻力增加，,，且易出驼峰；,3),叶片都有一定厚度，过多时易堵塞流道，所以，多叶风机的,D,1,都较大。,所以，叶片数过多过少都不利，一般泵的叶片数在,4,10,之间，,数通常采用,68,片，对于输送含杂质液体离心泵，其叶片数较少，有少到,2-4,片，同时叶片形状也发生显着变化。泵的口径、流量越大，叶片越多；比转数越高，叶片数越少。,而离心风机的叶片数在,8,14,之间；,轴流风机的叶片数一般,4,片和,5,片段使用比较多。,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,33,PPT课件,五、叶轮结构参数对离心式泵与风机性能的影响第二节 泵与风机的,多参数性能曲线,第二节,泵与风机的性能曲线,第二章,泵与风机的性能,34,PPT课件,多参数性能曲线第二节 泵与风机的性能曲线第二章 泵与风机的性,