第二章-泵与风机的性能ppt课件

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1、流体机械原理流体机械原理第一章第一章 泵与风机的性能泵与风机的性能第一节第一节 功率功率 损失与效率损失与效率第二节第二节 泵与风机的性能曲线泵与风机的性能曲线第三节第三节 泵与风机的测试泵与风机的测试第一章 泵与风机的性能第一节 功率 损失与效率第二节1流体机械原理流体机械原理 第一节第一节 功率功率 损失与效率损失与效率一、功率一、功率设原动机的输入功率为设原动机的输入功率为Pg，in，原动机的效率，原动机的效率为为gg，原动机功率原动机功率Pg：u原动机功率原动机功率Pg：第一节 功率 损失与效率一、功率设原动机的输入2流体机械原理流体机械原理u轴功率轴功率P：若机械传动效率为若机械传动

2、效率为tmtm，则机器的轴功率为：则机器的轴功率为：u有用功率有用功率Pe：若泵与风机的效率为若泵与风机的效率为，则机器的有用功率为：则机器的有用功率为：轴功率P：若机械传动效率为tm，则机器的轴功率为：有用功率3流体机械原理流体机械原理1.有用功率有用功率Pe：（对于泵）（对于泵）（对于风机）（对于风机）2.轴功率轴功率Pe：1.有用功率Pe：（对于泵）（对于风机）2.轴功率Pe：4流体机械原理流体机械原理.原动机功率原动机功率Pg：在选择电动机时要考虑过载的问题，应加一定的富裕量。在选择电动机时要考虑过载的问题，应加一定的富裕量。4.原动机的输入功率原动机的输入功率：.原动机功率Pg：在选

3、择电动机时要考虑过载的问题，应加一定5流体机械原理流体机械原理第二章-泵与风机的性能ppt课件6流体机械原理流体机械原理二、损失和效率损失和效率1.机机械械损损失失（用用功功率率Pm表表示示）包包括括：轴轴与与轴轴封封、轴轴与与轴轴承承及及叶叶轮轮圆圆盘盘摩摩擦擦所所损损失失的的功功率率，一一般般分分别别用用Pm1和和Pm2表示。表示。（一）、机械损失与机械效率（一）、机械损失与机械效率 2 2、机械损失的定性分析、机械损失的定性分析 P Pm1m1nDnD2 2，与与轴轴承承、轴轴封封的的结结构构形形式式、填填料料种种类类、轴颈的加工工艺以及流体密度有关，约为轴颈的加工工艺以及流体密度有关，

4、约为1%5%P。二、损失和效率1.机械损失（用功率Pm表示）包括：轴与轴7流体机械原理流体机械原理 P Pm2m2n n3 3D D2 25 5，叶叶轮轮在在壳壳腔腔内内转转动动时时，因因克克服服壳壳腔腔内内流流体体与与盖盖板板之之间间存存在在的的摩摩擦擦阻阻力力而而消消耗耗的的能能量量，称称为为圆圆盘盘摩摩擦擦损损失失功功率，这项损失约占轴功率的率，这项损失约占轴功率的2%10%。Pm2n3D25，叶轮在壳腔内转动时，因克服壳腔内流体与8流体机械原理流体机械原理3 3、减小机械损失的一些措施、减小机械损失的一些措施（1 1）合理地压紧填料压盖，对于泵采用机械密封。）合理地压紧填料压盖，对于泵

5、采用机械密封。（2 2）对给定的能头，增加转速，相应减小叶轮直径。）对给定的能头，增加转速，相应减小叶轮直径。（4 4）适适当当选选取取叶叶轮轮和和壳壳体体的的间间隙隙，可可以以降降低低圆圆盘盘摩摩擦擦损损失，一般取失，一般取B/D2=2%5%。（3 3）将将将将铸铸铸铸铁铁铁铁壳壳壳壳腔腔腔腔内内内内表表表表面面面面涂涂涂涂漆漆漆漆，效效率率可可以以提提高高2%3%，叶叶叶叶轮轮轮轮盖盖盖盖板板板板和和和和壳壳壳壳腔腔腔腔粗粗粗粗糙糙糙糙面面面面用用用用砂砂砂砂轮轮轮轮磨磨磨磨光光光光，效效率率可可提提高高2%4%。风风机机的的盖盖板板和和壳壳腔腔较较泵泵光光滑滑，风风机机的的效效率率要要比

6、比水泵高。水泵高。3、减小机械损失的一些措施（1）合理地压紧填料压盖，对于泵9流体机械原理流体机械原理4 4、机械效率、机械效率机机械械损损失失功功率率的的大大小小，用用机机械械效效率率m来来衡衡量量。机机械械效效率率等等于于轴轴功功率率克克服服机机械械损损失失后后所所剩剩余余的的功功率率（即即流流动动功功率率Ph）与轴功率与轴功率P之比：之比：机械效率和比转速有关，下表可用来粗略估算泵的机械效率。机械效率和比转速有关，下表可用来粗略估算泵的机械效率。m与与ns的关系（泵）的关系（泵）比转速比转速 ns5060708090100机械效率机械效率m（%）8487899192934、机械效率机械损

7、失功率的大小，用机械效率m来衡量。机10流体机械原理流体机械原理二、容积损失和容积效率二、容积损失和容积效率当当叶叶轮轮旋旋转转时时，在在动动、静静部部件件间间隙隙两两侧侧压压强强差差的的作作用用下下，部部分分流流体体从从高高压压侧侧通通过过间间隙隙流流向向低低压压侧侧所所造造成成的的能能量量损损失失称称为容积（泄漏）损失，用功率为容积（泄漏）损失，用功率PV 表示。表示。u 发生发生在叶轮入口处的容积损失叶轮入口处的容积损失u 发生在平衡轴向力装置处的容积损失；发生在平衡轴向力装置处的容积损失；二、容积损失和容积效率当叶轮旋转时，在动、静部件间隙两侧11流体机械原理流体机械原理1.发生发生在

8、叶轮入口处的容积损失叶轮入口处的容积损失通过进口间隙的泄漏量按下式计算：通过进口间隙的泄漏量按下式计算：式中：式中：1.发生在叶轮入口处的容积损失通过进口间隙的泄漏量按下式计12流体机械原理流体机械原理2.发生在平衡轴向力装置处的容积损失；发生在平衡轴向力装置处的容积损失；通过轴向平衡装置的泄漏量按下式计算：通过轴向平衡装置的泄漏量按下式计算：总的泄漏量：总的泄漏量：（占理论流量：（占理论流量：4%10%）2.发生在平衡轴向力装置处的容积损失；通过轴向平衡装置的泄漏13流体机械原理流体机械原理3.减小泵容积损失的措施减小泵容积损失的措施为为了了减减小小叶叶轮轮入入口口处处的的容容积积损损失失q

9、1，一一般般在在入入口口处处都都装装有密封环（承磨环或口环），如图下所示。有密封环（承磨环或口环），如图下所示。平面式密封环平面式密封环平面式密封环平面式密封环中间带一小室中间带一小室中间带一小室中间带一小室的密封环的密封环的密封环的密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环直角式密封环直角式密封环直角式密封环直角式密封环锐角式密封环锐角式密封环锐角式密封环锐角式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环检检修修中中应应将将密密封封间间隙隙严严格格控控制制在在规规定定的的范范围围内内，密密封封间间隙过大隙过大q1；密封间隙

10、过小密封间隙过小Pm1；3.减小泵容积损失的措施为了减小叶轮入口处的容积损失q114流体机械原理流体机械原理4.容积效率容积效率容容积积损损失失的的大大小小用用容容积积效效率率V 来来衡衡量量。容容积积效效率率为为考考虑虑容积损失后的功率与未考虑容积损失前的功率之比：容积损失后的功率与未考虑容积损失前的功率之比：容积效率容积效率V 与比转速有关，对给水泵，可供参考。与比转速有关，对给水泵，可供参考。ns=5060708090100qV90m3/hqV145m3/h0.800.900.8350.9200.860.940.8750.9500.8900.9550.900.96 给水泵的容积效率给水泵

11、的容积效率4.容积效率容积损失的大小用容积效率V 来衡量。容积效15流体机械原理流体机械原理三、流动损失和流动效率三、流动损失和流动效率 1 1、流动损失、流动损失 流流动动损损失失是是指指：泵泵与与风风机机工工作作时时，由由于于流流体体和和流流道道壁壁面面发发生生摩摩擦擦、流流道道几几何何形形状状改改变变使使流流速速变变化化而而产产生生旋旋涡涡、以以及及偏离设计工况时产生的偏离设计工况时产生的冲击冲击等所造成的损失。等所造成的损失。冲击损失冲击损失 摩擦损失和局部损失摩擦损失和局部损失分类分类三、流动损失和流动效率 1、流动损失 流动损失是指：泵与风机16流体机械原理流体机械原理流流动动损损

12、失失和和过过流流部部件件的的几几何何形形状状，壁壁面面粗粗糙糙度度、流流体体的的粘性及流速、运行工况等因素密切相关。粘性及流速、运行工况等因素密切相关。1）摩摩擦擦损损失失和和局局部部损损失失 当当流流动动处处于于阻阻力力平平方方区区时时，这这部分损失与流量的平方成正比，可定性地用下式表示：部分损失与流量的平方成正比，可定性地用下式表示：2）冲冲击击损损失失 当当流流量量偏偏离离设设计计流流量量时时，在在叶叶片片入入口口和和出出口口处处，流流速速变变化化使使流流动动角角不不等等于于叶叶片片的的安安装装角角，从从而而产产生生冲冲击损失。击损失。冲击损失可用下式估算，即冲击损失可用下式估算，即 流

13、动损失和过流部件的几何形状，壁面粗糙度、流体的粘性及流速、17流体机械原理流体机械原理2、冲击损失、冲击损失当当流流量量小小于于设设计计流流量量时时，1a 1，则则=1a 10，称称为正冲角；为正冲角；w w1 1d d w w1 1 当当流流量量大大于于设设计计流流量量时时，1a 1，则则=1a 11，则=1a18流体机械原理流体机械原理实实践践证证明明：正正冲冲角角时时，由由于于涡涡涡涡流流流流发发发发生生生生在在在在吸吸吸吸力力力力边边边边，能能量量损损失失比比负负冲冲角角（涡涡涡涡流流流流发发发发生生生生在在在在压压压压力力力力边边边边）时时为为小小。因因此此，设设计计时时，一般取正冲

14、角一般取正冲角=3 5。若若全全部部流流动动损损失失用用hw表表示，则：示，则：hw=hf+hj+hs 正正冲冲角角的的存存在在，对对改改善善泵泵的汽蚀性能也有好处的汽蚀性能也有好处（?）。存在存在流动损失最小工况。流动损失最小工况。流动损失曲线流动损失曲线实践证明：正冲角时，由于涡流发生在吸力边，能量损失比负冲角（19流体机械原理流体机械原理3 3、流动效率、流动效率 流流动动损损失失的的大大小小用用流流动动效效率率h来来衡衡量量。流流动动效效率率等等于于考考虑虑流流动动损损失失后后的的功功率率（即即有有效效功功率率）与与未未考考虑虑流流动动损损失失前前的的功率之比功率之比，即，即四、泵与风

15、机的总效率四、泵与风机的总效率 泵与风机的总效率等于有效功率和轴功率之比。即：泵与风机的总效率等于有效功率和轴功率之比。即：3、流动效率 流动损失的大小用流动效率h来衡量。流动效率等20流体机械原理流体机械原理第二节第二节 泵与风机的性能曲线泵与风机的性能曲线 泵或风机的主要性能参数有流量泵或风机的主要性能参数有流量qV、扬程、扬程H(或全或全压压PtF)、功率、功率P和效率和效率。这些参数之间有着一定的相。这些参数之间有着一定的相互联系，反映这些性能参数间变化关系的曲线，称为互联系，反映这些性能参数间变化关系的曲线，称为泵与风机的泵与风机的特性曲线特性曲线。扬程与流量之间的关系曲线扬程与流量

16、之间的关系曲线扬程与流量之间的关系曲线扬程与流量之间的关系曲线功率与流量之间的关系曲线功率与流量之间的关系曲线功率与流量之间的关系曲线功率与流量之间的关系曲线效率与流量之间的关系曲线效率与流量之间的关系曲线效率与流量之间的关系曲线效率与流量之间的关系曲线常用的特性曲线有以下三种：常用的特性曲线有以下三种：第二节 泵与风机的性能曲线 泵或风机21流体机械原理流体机械原理性能曲线的作用性能曲线的作用能直观的反映能直观的反映泵与风机的总泵与风机的总体性能，对泵体性能，对泵与风机的安全、与风机的安全、经济运行意义经济运行意义重大。重大。作为设计及修作为设计及修改新、老产品改新、老产品的依据，是相的依据

17、，是相似设计的基础似设计的基础性能曲线的作用能直观的反映泵与风机的总体性能，对泵与风机的安22流体机械原理流体机械原理（一）、流量扬程曲线（一）、流量扬程曲线（）理论特性曲线理论特性曲线（）由无限多叶片时的理论能头可得：由无限多叶片时的理论能头可得：显然，然，这是一个直是一个直线方程，方程，和和呈直线关系变化呈直线关系变化,且直线且直线的斜率由的斜率由a a 来确定，来确定，。一、离心式泵与风机的性能曲线一、离心式泵与风机的性能曲线（一）、流量扬程曲线（）理论特性曲线（23流体机械原理流体机械原理对于三种叶型分别为：对于三种叶型分别为：u后弯式叶后弯式叶轮当当增大增大时，减小，流量减小，流量扬

18、程关系曲程关系曲线是一条向下是一条向下倾斜的直斜的直线。B0u径向式叶径向式叶轮B0当当增大增大时，减小，流量减小，流量扬程关系曲程关系曲线是一条水平的直是一条水平的直线。u前弯式叶前弯式叶轮 当当增大增大时，减小，流量减小，流量扬程关系曲程关系曲线是一条向上是一条向上倾斜的直斜的直线。前弯式前弯式径向式径向式后弯式后弯式对于三种叶型分别为：后弯式叶轮当增大时，减小，24流体机械原理流体机械原理实际特性曲线实际特性曲线以上的直以上的直线为理想状况的理想状况的流量流量扬程程性能曲线，由于考虑到有限叶片数性能曲线，由于考虑到有限叶片数和流体粘性的影响，需对上述曲线进行修正。和流体粘性的影响，需对上

19、述曲线进行修正。考虑滑移系数考虑滑移系数HT=KHT 考虑叶轮中流动损失考虑叶轮中流动损失考虑叶轮中冲击损失考虑叶轮中冲击损失考虑叶轮中泄漏损失考虑叶轮中泄漏损失qVT-q=qVqVOHT-qVTHT-qVTH-qVThf+hjhsH-qVqqVd实际特性曲线以上的直线为理想状况的流量扬程性能曲线，由25流体机械原理流体机械原理常用的泵或风机实际压头曲线有三种类型：常用的泵或风机实际压头曲线有三种类型：陡降型、缓降型与驼峰型陡降型、缓降型与驼峰型qVu 陡降型性能曲线的泵或风机陡降型性能曲线的泵或风机宜用于流量变化较小的情况。宜用于流量变化较小的情况。u 缓降型曲线的泵或风机可用缓降型曲线的泵

20、或风机可用于流量变化大而要求压头变化于流量变化大而要求压头变化不大的情况。不大的情况。u 具有驼峰型性能曲线的泵或风具有驼峰型性能曲线的泵或风机，可能出现不稳定工况。这种机，可能出现不稳定工况。这种不稳定工况是应避免的。不稳定工况是应避免的。陡降型陡降型缓降型缓降型驼峰型驼峰型常用的泵或风机实际压头曲线有三种类型：陡降型、缓降型与驼26流体机械原理流体机械原理（二）、流量（二）、流量-功率特性曲线功率特性曲线1.理论特性曲线理论特性曲线假设没有能量损失，假设没有能量损失，理论理论轴功率轴功率等于等于有效功率有效功率 式中式中 可可见对于不同的于不同的2 2值具有不同形状的曲线，当值具有不同形状

21、的曲线，当qVT=0时。三种叶轮的理论功率都等于零，理论功率时。三种叶轮的理论功率都等于零，理论功率曲线都交于原点。曲线都交于原点。（二）、流量-功率特性曲线1.理论特性曲线假设没有能量损失27流体机械原理流体机械原理u 对于径向式叶轮对于径向式叶轮 u 对于前弯式叶轮对于前弯式叶轮 u 对于后弯式叶轮对于后弯式叶轮 理论功率曲线是一条直线。理论功率曲线是一条直线。理论功率曲线是向上凹的二次曲线。理论功率曲线是向上凹的二次曲线。理论功率曲线是向下凹的二次曲线。理论功率曲线是向下凹的二次曲线。PTqVT 对于径向式叶轮 对于前弯式叶轮 对于后弯式叶轮 理论28流体机械原理流体机械原理 根据以上分

22、析，可以定性地说明不同叶型的泵根据以上分析，可以定性地说明不同叶型的泵或风机性能曲线的变化趋势，对于研究实际性能曲或风机性能曲线的变化趋势，对于研究实际性能曲线是很有意义的。同时理论性能曲线还可以解释泵线是很有意义的。同时理论性能曲线还可以解释泵或风机在运转中产生一些问题的原因。如由理论功或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，率曲线可以看出，前弯式叶轮的轴功率随流量增加前弯式叶轮的轴功率随流量增加而迅速增长，而迅速增长，因此这种风机在运行中，电机很容易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。超载，而后弯式叶轮几乎不会发生超载。根据以上分析，可以

23、定性地说明不同叶型的泵或风29流体机械原理流体机械原理2.实际特性曲线实际特性曲线由于存在机械损失，实际轴功率大于理论功率。由于存在机械损失，实际轴功率大于理论功率。u以后弯式叶片为例，由上式以后弯式叶片为例，由上式可知，在理论功率性能曲线上可知，在理论功率性能曲线上加上机械损失功率加上机械损失功率 Pm 即得即得理论流量的特性曲线。理论流量的特性曲线。（Pm随流量随流量变化很小，可化很小，可以以认为是一恒定的是一恒定的值）说明：说明：PqVqP-qVT理论的理论的P-qV曲线曲线 PmPv2.实际特性曲线由于存在机械损失，实际轴功率大于理论功率。30流体机械原理流体机械原理（三）、流量（三）

24、、流量效率特性曲线效率特性曲线.理论特性曲线理论特性曲线在理想条件下，各项损失为零，因此效率恒为在理想条件下，各项损失为零，因此效率恒为100%。.实际特性曲线实际特性曲线泵或风机的效率曲线，可由扬程曲线及功率曲线泵或风机的效率曲线，可由扬程曲线及功率曲线计算出来，即计算出来，即（三）、流量效率特性曲线.理论特性曲线在理想条件下，各项31流体机械原理流体机械原理由上式可由上式可见，当，当qV=0和和H=0时，时，都等于零。因此都等于零。因此,-H-H曲线是一曲线是一条通过坐标原点与横坐标轴相交条通过坐标原点与横坐标轴相交于两点的曲线于两点的曲线.这是理论分析的结这是理论分析的结果果,实际上实际

25、上-H性能曲线不可能下性能曲线不可能下降到与横坐标轴相交降到与横坐标轴相交,因而曲线也因而曲线也不可能与横坐标轴相交不可能与横坐标轴相交.实际的性实际的性能曲线位于理论曲线的下放能曲线位于理论曲线的下放。曲。曲线上最高效率点即为泵或风机的线上最高效率点即为泵或风机的设计工况点。泵或风机在此工况设计工况点。泵或风机在此工况下工作最经济，能量损失最小。下工作最经济，能量损失最小。一般以一般以maxmax作为高效区，只作为高效区，只要在此范围内工作，就认为是经要在此范围内工作，就认为是经济的。济的。qVmax理论理论实际实际maxqVd 效率曲线效率曲线由上式可见，当qV=0和H=0时，都等于零。因

26、此,-H曲32流体机械原理流体机械原理（四）、性能曲线的分析（四）、性能曲线的分析1.最佳工况点和经济工作区最佳工况点和经济工作区u 当当qV=0时，实际功率并不等于零。因功率并不等于零。因为空空载运运转时，机，机械摩擦械摩擦损失仍然存在。一般离心式失仍然存在。一般离心式泵或或风机的机的实际功率随流功率随流量加大而增大，空量加大而增大，空载功率最小，所以离心式功率最小，所以离心式泵或或风机机应空空载启启动，以免，以免电机超机超载。u若若现场的凝的凝结泵和和给水水泵闭阀启启动，则这部分功率将部分功率将导致致泵内水温有内水温有较大的温升，易大的温升，易产生生泵内汽内汽蚀，故，故凝结泵凝结泵凝结泵凝

27、结泵和给水泵不允许空载运行和给水泵不允许空载运行和给水泵不允许空载运行和给水泵不允许空载运行。2.离心泵的空载起动和防止汽蚀离心泵的空载起动和防止汽蚀（四）、性能曲线的分析1.最佳工况点和经济工作区 当qV=33流体机械原理流体机械原理3.离心式泵与风机性能曲线的比较离心式泵与风机性能曲线的比较 对对前前向向式式和和径径向向式式叶叶轮轮，能能头头性性能能曲曲线线为为一一具具有有驼驼峰峰的的或或呈呈型型的的曲曲线线，且且随随 2a 曲曲线线弯弯曲曲程度程度。K点左侧为不稳定工作区。点左侧为不稳定工作区。对对对对后后后后向向向向式式式式叶叶叶叶轮轮轮轮，能能头头曲曲线线总总的的趋趋势势一一般般是是

28、随随着着流流量量的的增增加加能能头逐渐降低，不会出现头逐渐降低，不会出现型。型。uH-qV 性能曲线的比较性能曲线的比较3.离心式泵与风机性能曲线的比较 对前向式和径34流体机械原理流体机械原理后向式叶轮的性能曲线存在不同程度的差异。常见的有后向式叶轮的性能曲线存在不同程度的差异。常见的有陡陡陡陡降型降型降型降型、平坦型平坦型平坦型平坦型和和驼峰型驼峰型驼峰型驼峰型三种基本类型。三种基本类型。陡降型陡降型缓降型缓降型驼峰型驼峰型qV后向式叶轮的性能曲线存在不同程度的差异。常见的有陡降型、平坦35流体机械原理流体机械原理 （1 1）陡降型曲线）陡降型曲线）陡降型曲线）陡降型曲线 其其特特点点是是

29、：当当流流量量变变化化很很小小时时能能头头变变化化很很大大。例例如如火火力力 发发电电厂厂自自江江河河、水水库库取取水水的的循循环环水水泵泵，就就希希望望有有这这样样的的工工作作性能。性能。因因为为，随随着着季季节节的的变变化化，江江河河、水水库库的的水水位位涨涨落落差差非非常常大大，同同时时水水的的清清洁洁度度也也发发生生变变化化，均均会会影影响响到到循循环环水水泵泵的的工工作作性性能能（扬扬程程），因因而而要要求求循循环环水水泵泵应应具具有有当当扬扬程程变变化化较较大时而流量变化较小的特性大时而流量变化较小的特性。（1）陡降型曲线 因为，随着36流体机械原理流体机械原理 （2 2）平坦型曲

30、线）平坦型曲线）平坦型曲线）平坦型曲线 其其特特特特点点点点是是是是：当当当当流流流流量量量量变变变变化化化化较较较较大大大大时时时时，能能能能头头头头变变变变化化化化很很很很小小小小。如如如如火火火火力力力力发电厂的给水泵、凝结水泵发电厂的给水泵、凝结水泵发电厂的给水泵、凝结水泵发电厂的给水泵、凝结水泵就希望有这样的性能。就希望有这样的性能。因因为为，汽汽轮轮发发电电机机在在运运行行时时负负荷荷变变化化是是不不可可避避免免的的，特特别别是是对对调调峰峰机机组组，负负荷荷变变化化更更大大。但但是是，由由于于主主机机安安全全经经济济性性的的要要求求，汽汽包包的的压压强强或或凝凝汽汽器器内内的的压

31、压强强变变化化不不能能太太大大，因因而而要要求求给给水水泵泵、凝凝结结水水泵泵应应具具有有流流量量变变化化很很大大时时，扬程变化不大的特性。扬程变化不大的特性。（2）平坦型曲线因为，汽轮发电机在运行时负37流体机械原理流体机械原理 （3 3）有驼峰的性能曲线）有驼峰的性能曲线）有驼峰的性能曲线）有驼峰的性能曲线 其其特特点点是是：在在峰峰值值点点 左左侧侧出出现现不不稳稳定定工工作作区区，故故设设计计时时应尽量避免这种情况，或尽量减小不稳定区。应尽量避免这种情况，或尽量减小不稳定区。经验证明，对离心式泵合理的选择叶片安装角经验证明，对离心式泵合理的选择叶片安装角2a 和和叶片数叶片数z，可以避

32、免性能曲线中的驼峰。，可以避免性能曲线中的驼峰。（3）有驼峰的性能曲线 经验证明，对38流体机械原理流体机械原理uP-qV 性能曲线的比较性能曲线的比较前前前前向向向向式式式式、径径径径向向向向式式式式叶叶叶叶轮轮轮轮的的的的轴轴轴轴功功功功率率率率随随随随流流流流量量量量的的的的增增增增加加加加迅迅迅迅速速速速上上上上升升升升。当当泵泵与与风风机机工工作作在在大大于于额额定定流流量量时时，原动机易过载。原动机易过载。而而而而后后后后向向向向式式式式叶叶叶叶轮轮轮轮的的的的轴轴轴轴功功功功率率率率随随随随流流流流量量量量的的的的增增增增加加加加变变变变化化化化缓缓缓缓慢慢慢慢，且且且且在在在在

33、大大大大流流流流量量量量区区区区变变变变化化化化不不不不大大大大。因因而而当当泵泵与与风风机机工工作作在在大大于于额额定定流流量量时时，原原动动机机不不易过载。易过载。P-qV 性能曲线的比较前向式、径向式叶轮的轴功率随流量39流体机械原理流体机械原理u -qV 性能曲线的比较性能曲线的比较前前向向式式叶叶轮轮的的效效率率较较低低，但但在在额额定定流流量量附附近近，效效率率下下降降较较慢慢；后后后后向向向向式式式式叶叶叶叶轮轮轮轮的的的的效效效效率率率率较较较较高高高高，但但但但高高高高效效效效区区区区较较较较窄窄窄窄；而径向式叶轮的效率居中。而径向式叶轮的效率居中。因因此此，为为了了提提高高

34、效效率率，泵泵几几乎乎不不采采用用前前向向式式叶叶轮轮，而而采采用用后后向向式式叶叶轮轮。即即使使对对于于风风机机，也也趋趋向向于于采采用用效效率率较较高高的的后后向式叶轮向式叶轮。-qV 性能曲线的比较前向式叶轮的效率较低，但在额定40流体机械原理流体机械原理二、轴流式泵与风机性能曲线二、轴流式泵与风机性能曲线1 1、性能曲线的趋势分析、性能曲线的趋势分析 冲角增加，曲线上升；冲角增加，曲线上升；叶叶顶顶和和叶叶根根分分别别出出现现二二次次回流，曲线回升。回流，曲线回升。边边界界层层分分离离，叶叶根根出出现现回回流，曲线下降，但趋势较缓；流，曲线下降，但趋势较缓；2 2、性能曲线的特点、性能

35、曲线的特点 存存在在不不稳稳定定工工作作区区，曲曲线线形状呈形状呈型；型；空载易过载；空载易过载；高效区窄。高效区窄。二、轴流式泵与风机性能曲线1、性能曲线的趋势分析 41流体机械原理流体机械原理3.离心式、混流式及轴流式泵与风机性能曲线的比较离心式、混流式及轴流式泵与风机性能曲线的比较 H-qV 性能曲线的比较性能曲线的比较 离离心心式式泵泵与与风风机机的的H-qV 曲曲线线比比较较平平坦坦，而而混混流流式式、轴轴流流式式泵泵与与风风机机的的H-qV曲曲线线比比较较陡陡。因因此此，前前者者适适用用于于流流量量变变化化时时要要求求能能头头变变化化不不大大的的场场合合，而而后后者者宜宜用用于于当

36、当能能头头变变化化大大时时要要求求流流量量变变化化不不大的场合。大的场合。3.离心式、混流式及轴流式泵与风机性能曲线的比较 H-qV 42流体机械原理流体机械原理P-qV 性能曲线的比较性能曲线的比较离离心心式式和和轴轴流流式式泵泵与与风风机机的的P-qV 曲曲线线随随着着流流量量的的增增加加其其变变化化趋趋势势刚刚好好相相反反，前前者者呈呈上上升升趋趋势势，而而后后者者则则急急剧剧下下降降。因因此此，为为了了减减小小原原动动机机容容量量和和避避免免启启动动电电流流过过大大，启启动动时时，轴轴流流式式泵泵与与风风机机阀阀门门应应处处于于全全开开状状态态，而而离离心心式式泵泵与与风风机机阀阀门门

37、则则原原则则上上应应处处于于关闭关闭状态状态。P-qV 性能曲线的比较离心式和轴流式泵与风机的P-qV43流体机械原理流体机械原理 -qV 性能曲线的比较性能曲线的比较为为了了克克服服轴轴流流式式泵泵与与风风机机轴轴功功率率变变化化急急剧剧和和高高效效区区窄窄的的缺缺点点，提提高高调调节节效效率率，常常常常将将其其叶叶轮轮叶叶片片设设计计成成可可调调的的。这这样样,当当流流量量变变化化时时，通通过过调调节节叶叶轮轮叶叶片片的的角角度度，使使轴轴流流式式泵泵与与风风机机仍仍具具有有比比较高的效率。较高的效率。-qV 性能曲线的比较为了克服轴流式泵与风机轴功率变44流体机械原理流体机械原理第三节第

38、三节 泵与风机的性能测试泵与风机的性能测试 以前，我们曾从理论上对泵与风机的性能曲线进行分析，以前，我们曾从理论上对泵与风机的性能曲线进行分析，但由于流体在叶轮内的流动情况非常复杂，至今还不能用理论但由于流体在叶轮内的流动情况非常复杂，至今还不能用理论计算的方法获得泵与风机的性能曲线。因此，通过试验手段开计算的方法获得泵与风机的性能曲线。因此，通过试验手段开展对泵与风机性能的研究，或对已有的产品确定其实际的工作展对泵与风机性能的研究，或对已有的产品确定其实际的工作性能就显得极为重要。性能就显得极为重要。试验目的：试验目的：确定泵的工作性能曲线，从而确定它的工作范围，以便向确定泵的工作性能曲线，

39、从而确定它的工作范围，以便向用户提供经济、合理地使用和选择的可靠数据。用户提供经济、合理地使用和选择的可靠数据。通过试验得到的性能曲线来校核设计参数，检验是否达通过试验得到的性能曲线来校核设计参数，检验是否达到了设计所要求的技术指标，以便修改设计或改进制造质到了设计所要求的技术指标，以便修改设计或改进制造质量。量。第三节 泵与风机的性能测试 以前，我们曾45流体机械原理流体机械原理一、泵性能测试一、泵性能测试 一、泵性能测试 46流体机械原理流体机械原理（一）、性能参数的测量及计算（一）、性能参数的测量及计算 1.流量的测量及汁算流量的测量及汁算孔板流量计孔板流量计 孔板流量计孔板流量计喷嘴流

40、量计喷嘴流量计喷嘴流量计喷嘴流量计（一）、性能参数的测量及计算 1.流量的测量及汁算孔板流量计47流体机械原理流体机械原理文丘里管流量计文丘里管流量计 文丘里管流量计文丘里管流量计文丘里管流量计 文丘里管流量计48流体机械原理流体机械原理2.扬程的测量及汁算扬程的测量及汁算泵的进出口压力泵的进出口压力3、功率和转速的测量及计算、功率和转速的测量及计算2.扬程的测量及汁算泵的进出口压力3、功率和转速的测量及计算49流体机械原理流体机械原理二、风机性能测试二、风机性能测试 风机的性能试验必须遵循风机的性能试验必须遵循GBl23685GBl23685通风机空气动力试通风机空气动力试验方法的规定。验方

41、法的规定。1试验装置试验装置试验装置按风管布置方式可分为三种：试验装置按风管布置方式可分为三种：(1)进气试验进气试验这种布置形式只在风这种布置形式只在风机进口装设管道。机进口装设管道。二、风机性能测试 风机的性能试验必须遵循GBl2368550流体机械原理流体机械原理(2)排气试验排气试验(2)排气试验51流体机械原理流体机械原理(3)进排气联合试验进排气联合试验(3)进排气联合试验52流体机械原理流体机械原理2性能参数的测量及计算性能参数的测量及计算(1)流量的测量及计算流量的测量及计算节流式流量计产生的节流损失较大，测量很小风压时不节流式流量计产生的节流损失较大，测量很小风压时不宜采用。

42、因而，测旦气体的流量通常采用动压测定管。宜采用。因而，测旦气体的流量通常采用动压测定管。先测出截面上的气流平均速度再按截面尺寸计算出流先测出截面上的气流平均速度再按截面尺寸计算出流量。量。u 皮托管：这是一种标准的动压测定管，用丁含伞浓度不大的气体。皮托管：这是一种标准的动压测定管，用丁含伞浓度不大的气体。u 笛形管：这是一种测呈气体平均动比的非标泄型功压测定管。笛形管：这是一种测呈气体平均动比的非标泄型功压测定管。2性能参数的测量及计算(1)流量的测量及计算节流式流量计产53流体机械原理流体机械原理带半球头的皮托管带半球头的皮托管单笛形管安装图单笛形管安装图带半球头的皮托管单笛形管安装图54

43、流体机械原理流体机械原理遮板式测定管：遮板式测定管：适用于含尘浓度较大的气体，是种非标准型适用于含尘浓度较大的气体，是种非标准型的动压测定管。的动压测定管。遮板式动压测定管遮板式动压测定管皮托管只能测量截面上某一皮托管只能测量截面上某一点的流速，而所需要的是截点的流速，而所需要的是截面广的平均流速。为此，应面广的平均流速。为此，应在截面上测得若干点的流速，在截面上测得若干点的流速，然后取其平均值，这就要求然后取其平均值，这就要求正确选择测点：正确选择测点：注意：注意：遮板式测定管：适用于含尘浓度较大的气体，是种非标准型的动压测55流体机械原理流体机械原理 对圆形管道对圆形管道,通常是将通常是将

44、圆形截面的管道分成若圆形截面的管道分成若干个面积相等的同心圆干个面积相等的同心圆环，每个圆环再分成两环，每个圆环再分成两个面积相等的部分，测个面积相等的部分，测点就放在这两部分的分点就放在这两部分的分界面。界面。圆形截面测点分布圆形截面测点分布 对圆形管道,通常是将圆形截面的管道分成若干个面积相等的同心56流体机械原理流体机械原理矩形截面测点分布矩形截面测点分布 对矩形截面管道：在矩形管对矩形截面管道：在矩形管道上测量流量时，为了求取道上测量流量时，为了求取截面平均速度，将测量截面截面平均速度，将测量截面分成若干面积相等的小矩形。分成若干面积相等的小矩形。各小矩形的对角线的交点就各小矩形的对角

45、线的交点就是动压的测量点，小矩形面是动压的测量点，小矩形面积的数量决定于管道的边长，积的数量决定于管道的边长，沿管道任一边长均匀分布的沿管道任一边长均匀分布的小矩形数量测点排数小矩形数量测点排数)，一般不应少于下表所列数值。一般不应少于下表所列数值。矩形截面测点分布 对矩形截面管道：在矩形管道上测量流量时，为57流体机械原理流体机械原理(2)风压的测量及计算风压的测量及计算风机产生的全压风机产生的全压P等于风机出口的全压减去入口的全压，即等于风机出口的全压减去入口的全压，即风机进出口的全压等于静压及动压之和风机进出口的全压等于静压及动压之和(2)风压的测量及计算风机产生的全压P等于风机出口的全压减去58