课题六课题六 泵与风机的工作点泵与风机的工作点一、泵与风机的工作点的确定一、泵与风机的工作点的确定二、泵与风机装置的调节二、泵与风机装置的调节三、泵与风机联合工作三、泵与风机联合工作四、泵的汽蚀四、泵的汽蚀五、离心泵的轴向推力五、离心泵的轴向推力一、一、 泵与风机工作点的确定泵与风机工作点的确定、泵与风机的管道特性曲线、泵与风机的管道特性曲线指泵与风机装置中，指泵与风机装置中，管道中通过的流量与管道中通过的流量与流体所消耗的能头之流体所消耗的能头之间的关系曲线。间的关系曲线。 泵装置中管道系统泵装置中管道系统输送液体所消耗的输送液体所消耗的能头为：能头为： HcHy十十hd +hw 2、泵与风机装置工作点的确定：、泵与风机装置工作点的确定：泵装置输送液体所消耗的能头是由泵提供的，它泵装置输送液体所消耗的能头是由泵提供的，它等于泵运行时产生的扬程，二者是能量的供求平等于泵运行时产生的扬程，二者是能量的供求平衡关系。衡关系。 离心泵装置工作点离心泵装置工作点为泵与风机装置的为泵与风机装置的工作点是泵与风机工作点是泵与风机的性能曲线与泵与的性能曲线与泵与风机装置的管道特风机装置的管道特性曲线的交点。性曲线的交点。 4、防止泵与风机不稳定工作的措施：、防止泵与风机不稳定工作的措施：1）装设溢流管或放气阀）装设溢流管或放气阀2）采用再循环管）采用再循环管3）选用适当的调节方法，规定正确的调节范围。）选用适当的调节方法，规定正确的调节范围。A:失速现象：失速现象：当风机流量减小至某值当风机流量减小至某值,使流体在绕流叶型时，主流使流体在绕流叶型时，主流大面积地与叶型背面分离，从而破坏叶型表面原来大面积地与叶型背面分离，从而破坏叶型表面原来的压力分布，导致升力急剧下降，阻力急剧增大，的压力分布，导致升力急剧下降，阻力急剧增大，出现脱流的现象。出现脱流的现象。危害：危害：影响运行的稳定性和可靠性影响运行的稳定性和可靠性;使叶片疲劳损坏甚至断使叶片疲劳损坏甚至断裂。裂。调节的本质：改变工作点位置调节的本质：改变工作点位置二、二、泵与风机装置的调节泵与风机装置的调节调节：人为地改变和控制泵与风机装置工作点的调节：人为地改变和控制泵与风机装置工作点的手段。手段。调节的途径：调节的途径：1）改变泵与风机的性能曲线；）改变泵与风机的性能曲线； 2）改变管道特性曲线。）改变管道特性曲线。一）节流调节：一）节流调节：1、工作原理：通过人、工作原理：通过人为地改变管道上装设的为地改变管道上装设的节流部件节流部件(阀门或挡板阀门或挡板)，改变装置的管道特性，改变装置的管道特性曲线，从而改变工作点。曲线，从而改变工作点。 2、特点：简单、可靠、运行方便，不经济的调节方法而、特点：简单、可靠、运行方便，不经济的调节方法而且它只适用于在流量小于设计流量一方调节。且它只适用于在流量小于设计流量一方调节。3、应用：广泛应用于中、小型离心式泵与风机。、应用：广泛应用于中、小型离心式泵与风机。 二）变速调节：二）变速调节：1、工作原理：通过改变泵与风机的工作转速，改变其、工作原理：通过改变泵与风机的工作转速，改变其性能曲线进而改变工作点。性能曲线进而改变工作点。 2、特点：、特点：这种调节方法具有无附加阻力损失，效率高，调节这种调节方法具有无附加阻力损失，效率高，调节方便，对工况变化反应迅速，工作范围大，易于控方便，对工况变化反应迅速，工作范围大，易于控制和实现远动化，是一种理想的调节方法。但它需制和实现远动化，是一种理想的调节方法。但它需配置专门的变速装置或可变速的原动机，因此，投配置专门的变速装置或可变速的原动机，因此，投资费用较大。资费用较大。3、应用：离心式泵与风机、应用：离心式泵与风机4、变速方法：、变速方法：1）采用变速运行的汽轮机）采用变速运行的汽轮机2)采用变速电动机采用变速电动机3)采用液力联轴器采用液力联轴器A:组成：组成：泵轮、涡轮、勺管、泵轮、涡轮、勺管、旋转内套、主动轴、旋转内套、主动轴、从动轴。从动轴。B:工作原理：工作原理：工作油在泵轮工作油在泵轮中获得能量，中获得能量，在涡轮中释放在涡轮中释放能量，通过能量，通过“一一得一失得一失”，把主，把主动轴的转矩传动轴的转矩传递到从动轴上。递到从动轴上。工作油起着能工作油起着能量传递的中间量传递的中间媒介作用。媒介作用。通过改变勺管的位置，可改变工作油量的多少，来改通过改变勺管的位置，可改变工作油量的多少，来改变传递的转矩，也就改变了涡轮的转速，进而改变离变传递的转矩，也就改变了涡轮的转速，进而改变离心泵的转速，实现变速调节。心泵的转速，实现变速调节。油量的多少可由勺管控制，勺管升高，回油经油油量的多少可由勺管控制，勺管升高，回油经油通道反回油箱的油量增多，腔室内油量减少，涡通道反回油箱的油量增多，腔室内油量减少，涡轮转速下降，泵转速降低。同理勺管降低，涡轮轮转速下降，泵转速降低。同理勺管降低，涡轮转速升高，泵转速升高。转速升高，泵转速升高。C：油系统：油系统：工作油系统：工作油泵（离心式）工作油系统：工作油泵（离心式）润滑油系统：润滑油泵（齿轮泵，输入轴带动）润滑油系统：润滑油泵（齿轮泵，输入轴带动）D:冷却水系统：冷却器的冷却水冷却水系统：冷却器的冷却水三）变角调节：三）变角调节： 、工作原理：通过调节导流器导叶或前置导叶、工作原理：通过调节导流器导叶或前置导叶的装置角，改变风机的性能曲线，从而改变其工的装置角，改变风机的性能曲线，从而改变其工作点。作点。 、特点：使用可靠，调节方便，结构简单，、特点：使用可靠，调节方便，结构简单， 但存在附加阻力损失使效率因此下降。但存在附加阻力损失使效率因此下降。、应用：离心风机、应用：离心风机、轴流风机轴流风机。变角调节用于离心式风机：称为入口导流器调节变角调节用于离心式风机：称为入口导流器调节变角调节用于轴流式风机：称为静叶调节变角调节用于轴流式风机：称为静叶调节 四）动叶调节：四）动叶调节：、工作原理：通过改变泵与风机动叶的安装角度，、工作原理：通过改变泵与风机动叶的安装角度，改变其性能曲线进而改变工作点。改变其性能曲线进而改变工作点。 、特点：、特点：没有额外的节流损失，可以在相当宽的范围内使调没有额外的节流损失，可以在相当宽的范围内使调节后泵与风机仍保持较高的效率，所以它有很高的调节后泵与风机仍保持较高的效率，所以它有很高的调节经济性。节经济性。调节范围比较大，可以进行高于额定值的流量调节。调节范围比较大，可以进行高于额定值的流量调节。、应用：轴流式送引风机，混流式循环水泵。、应用：轴流式送引风机，混流式循环水泵。三、三、 泵与风机的联合工作泵与风机的联合工作一）并联一）并联、并联：两台或两台以上的泵与风机同时向一、并联：两台或两台以上的泵与风机同时向一条管道输送流体的运行方式，称为并联。条管道输送流体的运行方式，称为并联。、目的：增大系统的流量，目的：增大系统的流量，适应流量大幅度适应流量大幅度波动，增加运行的灵活性，可靠性和经济性。波动，增加运行的灵活性，可靠性和经济性。、特点：、特点： qV=qV1+qV2 H=H1=H24、工作点的确定：、工作点的确定：并联时工作点为并联时工作点为总性能曲线与管总性能曲线与管道性能曲线的交道性能曲线的交点。点。5、工况分析：、工况分析：6、并联时应注意的问题、并联时应注意的问题(1)并联运行的可能性并联运行的可能性(2)并联运行的稳定性并联运行的稳定性(3)并联运行的经济性并联运行的经济性 二）串联二）串联、串联：流体依次顺序地通过两台或两台以串联：流体依次顺序地通过两台或两台以上的泵与风机向管道系统输送流体的运行方式上的泵与风机向管道系统输送流体的运行方式称串联。称串联。、目的：、目的：是为了增大系统能头，是为了增大系统能头，提高流体能量。提高流体能量。3、特点：、特点： qV=qV1=qV2 H=H1+H24、工作点的确定：、工作点的确定：串联时工作点为总性能曲线与管道性能曲线的交点。串联时工作点为总性能曲线与管道性能曲线的交点。5、工况分析：、工况分析：6、串联运行应注意、串联运行应注意的问题：的问题：(1)串联在后面的泵应串联在后面的泵应有较高的强度；有较高的强度；(2)串联泵组应在全关串联泵组应在全关出口阀门情况下逐级出口阀门情况下逐级启动；启动；(3)最好采用同型号泵最好采用同型号泵串联，且管道特性曲串联，且管道特性曲线宜陡一些线宜陡一些 ； （4）同型号泵串联工作时，应对其工作范围）同型号泵串联工作时，应对其工作范围严格限制，以确保各泵正常工作。严格限制，以确保各泵正常工作。四、汽蚀：四、汽蚀：一）汽蚀：一）汽蚀：泵内反复出现的液体汽化泵内反复出现的液体汽化(汽泡形成汽泡形成)和凝结和凝结(汽泡破裂汽泡破裂)的过程，并使金属表面受到冲击或破坏的现象称为汽的过程，并使金属表面受到冲击或破坏的现象称为汽蚀现象。蚀现象。二）汽蚀的危害：二）汽蚀的危害： (1)缩短泵的使用寿命。缩短泵的使用寿命。 (2)影响泵的性能。影响泵的性能。 (3)产生噪声和振动。产生噪声和振动。三）泵的几何安装高度三）泵的几何安装高度Hg：Hg= (p1-p0)/g-c2/2g-hw倒灌高度（倒灌高度（-Hg）：）：当泵输送饱和水时，要有当泵输送饱和水时，要有一个倒灌高度，利用倒灌一个倒灌高度，利用倒灌高度形成的液柱压力作用高度形成的液柱压力作用在泵的进口，以增大泵的在泵的进口，以增大泵的抗汽蚀能力。抗汽蚀能力。三）提高泵抗汽蚀性能的措施：三）提高泵抗汽蚀性能的措施：在结构、制造、安装（达倒灌在结构、制造、安装（达倒灌高度、前置泵）、运行（采用高度、前置泵）、运行（采用再循环）方面采取措施。再循环）方面采取措施。五、轴向推力：五、轴向推力：一一)轴向推力：轴向推力：1、定义：离心泵运、定义：离心泵运行时，沿泵轴线作用行时，沿泵轴线作用在转子上的作用力。在转子上的作用力。2、产生：单吸叶轮、产生：单吸叶轮由于具有单侧的低压由于具有单侧的低压吸人口，致使叶轮前吸人口，致使叶轮前后盖板所受压力不相后盖板所受压力不相等，产生一个指向吸等，产生一个指向吸人口方向的轴向推力。人口方向的轴向推力。二）危害：二）危害：推力会使转子产生轴推力会使转子产生轴向位移，造成叶轮和向位移，造成叶轮和泵壳等动、静部件碰泵壳等动、静部件碰撞、摩擦和磨损；还撞、摩擦和磨损；还会增加轴承负荷；导致发热、振动其甚至损坏。会增加轴承负荷；导致发热、振动其甚至损坏。三）平衡轴向力的措施：三）平衡轴向力的措施：单级泵：单级泵：1 ) 采用双吸叶轮采用双吸叶轮 2) 平衡孔平衡孔 3）平衡管）平衡管 4)背叶片背叶片 多级泵：多级泵： 1)多级泵的叶轮对称排列多级泵的叶轮对称排列 2)平衡盘平衡盘 3）平衡鼓及联合装置。）平衡鼓及联合装置。