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1、第一节 相似条件 几何相似：几何相似：模型模型mm与原型与原型P P对应几何尺寸成比例，比值对应几何尺寸成比例，比值相等相等 对应安装角相等对应安装角相等 叶片数相等叶片数相等第1页/共33页运动相似条件 速度三角形相似速度三角形相似 对应速度方向相同，大小成同一比例对应速度方向相同，大小成同一比例 对应角相等对应角相等 第2页/共33页动力相似条件 相似条件：相似条件：对应点上的同名力方向相同，大小成同一比例对应点上的同名力方向相同，大小成同一比例流体受力：流体受力：惯性力；黏性力；重力；压力惯性力；黏性力；重力；压力 完全满足动力相似条件困难完全满足动力相似条件困难主导力：主导力：惯性力和
2、黏性力惯性力和黏性力 ReRe数为相似准则数数为相似准则数 简化后的相似条件：简化后的相似条件：模型与原型的模型与原型的ReRe数相等数相等 ReRe10105 5自模化自模化自动满足动力相似自动满足动力相似第3页/共33页第二节第二节 相似定律相似定律相似工况：满足流动相似的工况 满足运动相似和动力相似相似定律：几何相似的泵与风机 在相似工况下运行 主要性能参数间的关系第4页/共33页 流量相似关系流量相似关系流量相似关系为若几何相似，则排挤系数相等，即运动相似第5页/共33页 流量相似关系流量相似关系 几何相似机泵与风机，在相似的工况下，其流量与叶轮直径的三次方、转速及容积效率的一次方成正
3、比第6页/共33页扬程相似关系扬程相似关系泵扬程相似工况下有若运动相似 第7页/共33页扬程相似关系扬程相似关系对风机全压 p=gH 几何相似机泵与风机，在相似的工况下运行，其全压与叶轮直径比和转速比的平方、与流动效率和流体密度的一次方成正比第8页/共33页功率相似关系功率相似关系轴功率 相似工况下 几何相似机泵与风机，在相似的工况下，其轴功率与流体密度的一次方、叶轮直径五次方、转速的三次方成正比；与机械效率的一次方成反比。第9页/共33页效率相同时的相似定律 第10页/共33页第三节 相似定律的特例转速n n变化时性能参数的换算比例定律 两台相同的泵与风机，或同一台泵与风机 输送相同流体 不
4、同转速 第11页/共33页改变几何尺寸时各参数的变化 两台相似的泵与风机 转速相同 输送相同流体第12页/共33页变密度 时性能参数的换算同一台泵相同转速输送不同流体第13页/共33页几个例题 【例4-14-1】现有Y9-6.3(35)-1210DY9-6.3(35)-1210D型锅炉引风机一台，铭牌参数为：n n0=960r/min0=960r/min，p p0=1589Pa0=1589Pa，qVqV0=20000m3/h0=20000m3/h，=60%=60%，配用电机功率22kW22kW。现用此风机输送2020的清洁空气，转速不变，联轴器传动效率 tm=0.98tm=0.98。求在新工作
5、条件下的性能参数，并核算电机是否能满足要求。【解】锅炉引风机铭牌参数是以大气压10.13104Pa10.13104Pa，介质温度为200200条件下提供的。这时空气的密度为 0=0.7450=0.745/m3/m3，当输送2020空气时，20=1.220=1.2/m3/m3，故工作条件下风机的参数为：电动机的配套功率为（安全系数取K=1.15）：第14页/共33页几个例题 【例4-2】已知某电厂的锅炉送风机用960r/min的电机驱动时，流量qV1=261000m3/h，全压p1=6864Pa，需要的轴功率为P=570kW。当流量减小到qV2=158000m3/h时，问这时的转速应为多少？相应
6、的轴功率、全压又是多少？设空气密度不变。【解】由（1-108）式得：按照现有电机的档次，取n2=580r/min，则：第15页/共33页第四节 比转速一 泵的比转速ns 第16页/共33页我国采用的比转速水轮机的比转速我国泵与风机的比转速 第17页/共33页风机的比转速用ny表示，与泵的比转速的性质完全相同将扬程改为全压 p20：常态进气状态下(t=20,pamb=101.3103Pa)风机的全压 第18页/共33页关于比转速的几点说明（1）比转速与转速有关，但不应当被理解为转速的概念，而是比较泵或风机型式的一个相似准则数。（2）同一台泵与风机有很多工况点，则有不同的比转速 以最佳工况点的比转
7、速作用为相似准则的比转速（3）两台几何相似的泵或风机，在相似工况下运行比转速必然相等；反过来，两台比转速相等的泵或风机不一定相似；因此，同一比转速的泵与风机可以设计成不同型式。第19页/共33页不同结构型式泵与风机的比转速定义比转速以单吸单级叶轮为标准 结构不同时计算注意：1）双吸单级泵 2）单吸多级泵 3）多级泵第一级为双吸叶轮第20页/共33页无量纲比转速比转速的量纲 m3/4s-3/2无量纲比转速国际标准的型式数K即第21页/共33页风机非常态进气时的比转速常态进气状态下：t=20,pamb=101.3103Pa非常态进气：常态密度非常态下的比转速第22页/共33页四、比转速的应用用比转
8、速对泵与风机进行分类 比转速增加：流量增加、扬程减小 D2/D0减小 防止二次回流，出口边倾斜 出口宽度增加第23页/共33页比转速与叶轮及性能曲线第24页/共33页第25页/共33页五、比转速对性能曲线的影响qv-H 比转速大，曲线更陡qv-P 比转速变大，曲线斜率由 正向负变化qv-比转速变大，曲线更陡第26页/共33页第五节 无因次性能曲线 相似的泵与风机，具有相似的性能曲线一 无因次性能参数流量系数第27页/共33页压力系数 第28页/共33页功率系数效率第29页/共33页二 无因次性能曲线(1)试验获得性能参数(2)计算无因次性能参数(3)绘制无因次性能曲线第30页/共33页第六节 通用性能曲线1 通用性能曲线 把一台泵与风机在各种不同转速下的性能曲线绘制在一张图上所得到的曲线 2 通用性能曲线的绘制 (1)(1)试验绘制通用性能曲线 (2)(2)理论绘制通用性能曲线比例定律第31页/共33页相似抛物线比例定律相似抛物线代表了等效率点，过原点实际的等效率曲线为椭圆形 原因是转速相差大时，损失变化大第32页/共33页感谢您的观看！第33页/共33页
相似理论在泵与风机中应用
