1、1,流体力学 泵与风机,培训提纲 徐州电力工业学校 肖镇 2009.6,2,流体力学部分,3,一、流体的概念 1、流体：液体和气体统称为流体 2、流体的基本特性：易流动性,4,3、流体的基本物理性质 （1）密度 （2）压缩性与膨胀性 （3）粘滞性,5,（1）密度：单位体积流体所具有的质量叫。比容 ：密度的倒数。,6,压缩性：温度不变时，流体体积随压力增大而缩小的性质称为流体的压缩性。 膨胀性：压力不变时，流体体积随温度升高而增大的性质称为流体的膨胀性。,7,粘（滞）性：流体运动时，在流层间产生内摩擦力的性质称为流体的粘性。 影响流体粘性的因素： 温度、压力、流体种类等。 其中温度是主要因素，温
2、度升高时，液体的粘性减小；气体的粘性则增大。,8,二、静压力的概念 1、定义：垂直作用在物体单位面积上的力称为压强。工程上称为压力。 2、压力的单位,压力的其他单位：KPa，MPa，mmHg, mH2O, Kgf/cm2,9,3、压力的表示方法 （1）绝对压力Pj：以绝对零压力为起点算起的压力值。 （2）相对压力Px：以当地大气压为起点算起的压力值。 （3）二者与大气压的关系：绝对压力=相对压力+大气压力 Pj = Px + Pamb,10,例题： 1、锅炉汽包压力表的读数P1为9.604MPa，大气压力表的读数P0为101.7KPa，求汽包内工质的绝对压力。 绝对压力=相对压力+大气压力 （
3、注意单位要统一）,11,三、稳定流动的能量方程 1、稳定流：流体的运动要素不随时间而变化，只随空间点的位置不同而变化。,运动要素：表征流体运动特征的基本物理量。指压力和流速,12,2、流体流动过程中的能量形式 流体流动时 的能量有三种形式： （1）位能 表示为 （2）动能 表示为 （3）压能 表示为 三种形式的能量符合能量守恒定律，即相互之间可以转化，但总和不变。,13,3、能量方程的表达式,14,4、能量方程的适用条件 （1）应是不可压缩流体的稳定流。 （2）沿程没有能量的输入或输出。 （3）所取两个过流断面应位于缓变流上。,15,四、流动阻力损失 1、流动阻力概念 流体流动时，由于本身的粘
4、性及固体边界的影响，而使其受到的阻力称为流动阻力。,16,2、流动阻力分类 沿程阻力：主要存在于直管段内； 局部阻力：主要存在于特殊的局部位置，如阀门、弯管、三通管、变截面等处。,17,3、流动阻力损失 流体流动时主要有以下两种损失： （1）沿程阻力损失hf 流体由于沿程阻力而损失的能量。 （2）局部阻力损失hj 流体由于局部阻力而损失的能量。,18,4、总阻力损失 hwhw=hf+hj 即流体流动的阻力损失为沿程损失与局部损失之和。,19,5、流动损失计算（1）（2）,沿程阻力系数,管长,管径,局部阻力系数,v 平均流速,20,总损失计算：,即,21,例题（阻力损失的计算 ）,1.一水泵的吸
5、水管上装一个带滤网的底阀并有一个铸造的90弯头，吸水管直径d150mm，其流量Q0.016m3/s，求吸水管的局部阻力为多少?（弯头的阻力系数10.43，底阀滤网的阻力系数3）,d,22,五、流态 1、流态即流动形态 流体有两种流态 （1）层流：流体质点之间互不干扰，互不影响的流动形态称为层流。 （2）紊流：流体质点之间互相干扰，相互掺混的流动形态称为紊流。,23,2、流态的判别方法 临界雷诺数法（流体在圆管中流动时）,当Re2300时，为紊流Re2300时，为层流。,C平均流速（m/s） d管径（m） 运动粘滞系数（m2/s）,24,例题：,温度为10的水在管道中流动，管道直径d =200m
6、m，流量Q=100m3/h，10水的运动粘度1.30610-6m2/s，求水的流动状态是层流还是紊流？,25,泵与风机部分,26,主要内容：,一、泵与风机的分类 二、离心泵的工作原理 三、离心式泵与风机的构造 四、离心式泵与风机的性能 五、离心泵运行中出现的问题,27,一、泵与风机的分类,泵的分类,1、,28,2、风机的分类,29,二、离心式泵与风机的工作原理 1、离心泵的工作原理 2、离心风机的工作原理,30,三、离心式泵与风机的构造 1、离心泵的构造,31,离心泵,转子,静体,叶轮 轴 轴套 联轴器 平衡装置中的转动部分,吸入室 压出室 泵壳 密封装置 导叶 平衡装置中的静止部分,32,离
7、心风机,转子,静体,叶轮 轴 联轴器,进气箱 导流器 进风口 蜗壳 轴承,2、离心风机的构造,33,3、泵的密封装置（教材P34） 分为内密封和外密封两种。 （1）内密封：也叫密封环、密封圈、口环作用：防止叶轮出口的高压液体回流 到叶轮入口。,34,（2）外密封：也叫轴封。在轴的两端 高压侧：防止高压液体向外泄露。 低压侧：防止空气漏入泵内。,35,轴封的类型： （1）填料密封 （2）机械密封 （3）迷宫密封 （4）浮动环密封 填料密封中的水封环的作用：,36,水封环的作用：运行时环内引入工业水或较高压力的水，形成水封，阻止空气漏人泵内或减少压力水漏出泵外，提高密封效果。此外水在填料与轴之间通
8、过也起到冷却和润滑作用。,37,38,4、泵的轴向推力及其平衡方法 （1）轴向力：1）定义：作用在转子上与轴平行的力。2）成因：单吸叶轮由于结构的不对称所致；流体进出叶轮时动量的变化所致；对于立式泵，转子自身的重量所致。,39,40,（2）轴向力的平衡方法1）单级泵的平衡方法：A 采用双吸叶轮B 平衡孔和平衡管C 背叶片,41,2）多级泵的平衡方法A 叶轮对称布置B 平衡盘和平衡鼓C 盘故结合,42,四、离心式泵与风机的性能 1、性能参数 （1）流量：泵与风机单位时间内输送的流体数量称为流量。 流量的表示方法： 体积流量，m3/s, L/s 质量流量，Kg/s, T/H 重量流量，N/s, K
9、N/h,43,（2）扬程：单位重量液体通过泵后获得的能量。用液柱高度表示， 符号H 单位：m。全压：单位体积气体通过风机后获得的能量。用压力表示， 符号p 单位：Pa。,44,（3）功率及效率,原动机,轴功率,有效功率,泵（风机）,45,1）有效功率 Pe： 流体通过泵或风机后实际获得的功率。,46,2）轴功率 P： 原动机传递到泵与风机轴上的功率。,47,3）原动机功率P0,48,4）效率 有效功率与轴功率之比的百分数。,效率反映的是在能量传递过程中，轴功率被有效利用的程度。也反映出能量传递中轴功率损失的程度大小。,49,5）转速n ：每分钟转的圈数。r/min（rpm）,50,例题（题库P
10、104）,51,2、泵与风机的性能曲线 在转速一定时，泵与风机的扬程（全压）、 轴功率、效率与流量的关系曲线称为。,52,泵与风机的主要性能曲线,53,3、离心泵的汽蚀 （1）汽化的概念 物质由液态变为汽态称为汽化。 汽化的条件： 1）温度不变时，液体压力低于饱和压力 2）压力不变时，液体温度高于饱和温度。,54,（2）汽蚀过程： 1）当泵入口处液体压力等于或低于液体温度对应的饱和压力时，液体发生汽化，在泵入口处产生大量汽泡；（汽泡的产生） 2）汽泡被流动的液体带到叶轮内的高压区，在高压作用下破裂，放出汽化潜热；（汽泡的破裂）,55,3）汽泡破裂后，周围的液体以很快速度向汽泡空间聚拢相互撞击，
11、形成高频水锤作用。若汽泡在金属表面，则水锤会对金属产生强烈冲击，使金属由于疲劳而损坏，此即机械剥蚀。 4）汽泡中的活泼气体（O2）伴随着汽化潜热与金属发生化学反应。（化学腐蚀）,56,两种作用共同进行，加速了金属的损坏程度。 汽泡的产生、运动、破裂使金属受到腐蚀而损坏的过程称为汽蚀。,57,（3）汽蚀危害： （1）产生震动和噪音； （2）降低泵的效率； （3）影响泵的使用寿命。,58,（4）常用的防治汽蚀的措施：A 给水泵加装前置泵。 B 凝结水泵安装在热水井下面0.50.8m处。,59,（5）离心泵运行中出现的汽蚀现象：A 可导致管道冲击和振动、轴窜动、动 静部分发生摩擦，使供水中断。,B 泵在运行中发现供水压力低，流量下降，管道振动，泵窜轴，则为水泵汽蚀。,60,C 凝结水泵出口压力和电流摆动，进口真空不稳，凝结水流量摆动的原因是：凝泵汽蚀。,D 运行中发现凝泵电流摆动，压力摆动，即可判断为凝泵损坏。,61,五、离心泵运行中常见的现象： 1、离心泵启动正常后，开出口门时，出口压力会：下降，电流会：升高,62,2、给水泵运行中发生振动的原因有哪些。,63,完毕 祝大家鉴定顺利过关！,
