1、泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans一一、比轉(zhuǎn)速、比轉(zhuǎn)速 1-10 1-10 比轉(zhuǎn)速和型式數(shù)比轉(zhuǎn)速和型式數(shù) 二、二、型式數(shù)型式數(shù) 問題的提出問題的提出 泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans問題的提出問題的提出 相似設(shè)計(jì)相似設(shè)計(jì)如何選型如何選型眼花繚亂；眼花繚亂； qV, H, n結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)尺寸尋求：尋求： 綜合的特征參數(shù)綜合的特征參數(shù)= = ( (性能性能, ,結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)) )流量相似定律流量相似定律或全壓相似定律或全壓相似定律揚(yáng)程相似定律揚(yáng)程相似定律構(gòu)造之；構(gòu)造之；目的：目的：用于泵與風(fēng)機(jī)的理論研究、選擇和設(shè)計(jì)中。用于泵與風(fēng)機(jī)的理論研究、選擇和設(shè)計(jì)中。1.32cnDqmp

2、V2.222cnDHmp平方，平方，立方立方除以除以泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans一、比轉(zhuǎn)速一、比轉(zhuǎn)速 （一）泵的比轉(zhuǎn)速（一）泵的比轉(zhuǎn)速 4/3s65. 3HqnnV（1-119） 3.653.65引自原蘇聯(lián)水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速：引自原蘇聯(lián)水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速：4/5sHPnn ，將，將P（馬力，（馬力，PS）7351000eHgqPV 不同國(guó)別、不同單位比轉(zhuǎn)速的換算不同國(guó)別、不同單位比轉(zhuǎn)速的換算如表如表1-71-7所示。所示。泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans表表1-7 不同國(guó)別、不同單位比轉(zhuǎn)速的換算不同國(guó)別、不同單位比轉(zhuǎn)速的換算 注注 ft英尺； USgal美加侖；UKgal英加侖4/3s

3、65. 3HqnnV4/3qHqnnV泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans（二）風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速：（二）風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速： 3/420ypqnnV（1-1221-122）4/3y2 . 1pqnnV（1-1231-123） 由于由于kgf/m2=9.80665Pa，故，故單位單位比轉(zhuǎn)速的比轉(zhuǎn)速的9.806653/4，并取整。，并取整。（三）關(guān)于比轉(zhuǎn)速的幾點(diǎn)說(shuō)明（三）關(guān)于比轉(zhuǎn)速的幾點(diǎn)說(shuō)明 1 取值具有唯一性（最佳工況）。取值具有唯一性（最佳工況）。 2 是比較泵或風(fēng)機(jī)型式的相似準(zhǔn)則數(shù)，與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。是比較泵或風(fēng)機(jī)型式的相似準(zhǔn)則數(shù)，與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。 泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans 3 不是相似條件，而

4、是相似的必然結(jié)果。不是相似條件，而是相似的必然結(jié)果。 4 以單吸單級(jí)葉輪為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：以單吸單級(jí)葉輪為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：. 對(duì)對(duì)雙吸單級(jí)雙吸單級(jí)泵，以泵，以. 對(duì)對(duì)單吸多級(jí)單吸多級(jí)泵，以泵，以. 對(duì)對(duì)雙吸多級(jí)雙吸多級(jí)泵，以泵，以qV、H. 參數(shù)單位：參數(shù)單位：qV (m3/s)、H (m)、p (Pa)、n (r/min)（四）比轉(zhuǎn)速的應(yīng)用（四）比轉(zhuǎn)速的應(yīng)用3、用比轉(zhuǎn)速可以大致決定泵與風(fēng)機(jī)的型式、用比轉(zhuǎn)速可以大致決定泵與風(fēng)機(jī)的型式1、比轉(zhuǎn)速可以反映泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、比轉(zhuǎn)速可以反映泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2、比轉(zhuǎn)速可以大致反映性能曲線的變化趨勢(shì)、比轉(zhuǎn)速可以大致反映性能曲線的變化趨勢(shì) 4、用

5、比轉(zhuǎn)速可以進(jìn)行泵與風(fēng)機(jī)的相似設(shè)計(jì)、用比轉(zhuǎn)速可以進(jìn)行泵與風(fēng)機(jī)的相似設(shè)計(jì)參見表參見表1-9泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans 表表1-9 比轉(zhuǎn)速與葉輪形狀和性能曲線形狀的關(guān)系比轉(zhuǎn)速與葉輪形狀和性能曲線形狀的關(guān)系泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans續(xù)表續(xù)表1-91-9泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans二、型式數(shù)二、型式數(shù) 比轉(zhuǎn)速在實(shí)際應(yīng)用中的主要缺點(diǎn)是：它是一個(gè)有因次的相比轉(zhuǎn)速在實(shí)際應(yīng)用中的主要缺點(diǎn)是：它是一個(gè)有因次的相似準(zhǔn)則數(shù)，因而其通用性受到很大限制，也不利于學(xué)術(shù)交流和似準(zhǔn)則數(shù)，因而其通用性受到很大限制，也不利于學(xué)術(shù)交流和國(guó)際間的貿(mào)易往來(lái)。國(guó)際間的貿(mào)易往來(lái)。 為此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（為此

6、，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO/TC）定義了無(wú)因次型式數(shù)，）定義了無(wú)因次型式數(shù)，其計(jì)算公式為：其計(jì)算公式為：4/3)g(2HqnV（1-124） 并以此取代現(xiàn)在用的比轉(zhuǎn)速。并以此取代現(xiàn)在用的比轉(zhuǎn)速。泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans 由于它是無(wú)因次數(shù)，因而具有廣泛的通用性；由于它是無(wú)因次數(shù)，因而具有廣泛的通用性； 作為兩泵流動(dòng)的相似準(zhǔn)則數(shù)，物理意義清楚，概念統(tǒng)作為兩泵流動(dòng)的相似準(zhǔn)則數(shù)，物理意義清楚，概念統(tǒng)一，便于理解和掌握；一，便于理解和掌握； 與泵所輸送流體的密度無(wú)關(guān)，可唯一地確定葉輪的幾與泵所輸送流體的密度無(wú)關(guān)，可唯一地確定葉輪的幾何形狀。何形狀。 使用缺點(diǎn)是數(shù)值偏小。使用缺點(diǎn)是數(shù)值偏小。二

7、、型式數(shù)二、型式數(shù)應(yīng)用型式數(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：應(yīng)用型式數(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans3-2 葉片式通風(fēng)機(jī)的無(wú)因次性能葉片式通風(fēng)機(jī)的無(wú)因次性能曲線和空氣動(dòng)力學(xué)略圖曲線和空氣動(dòng)力學(xué)略圖一、問題的提出一、問題的提出二、無(wú)因次性能參數(shù)和無(wú)因次性能曲線二、無(wú)因次性能參數(shù)和無(wú)因次性能曲線三、無(wú)因次性能參數(shù)的意義三、無(wú)因次性能參數(shù)的意義四、通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)略圖四、通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)略圖泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans一、問題的提出一、問題的提出對(duì)同一系列（相似）風(fēng)機(jī)，可依據(jù)相似定律實(shí)現(xiàn)；對(duì)對(duì)同一系列（相似）風(fēng)機(jī)，可依據(jù)相似定律實(shí)現(xiàn)；對(duì)不同系列（不相似）風(fēng)機(jī)，則不能依此進(jìn)行，需要構(gòu)

8、造一個(gè)比不同系列（不相似）風(fēng)機(jī)，則不能依此進(jìn)行，需要構(gòu)造一個(gè)比較的方法。較的方法。在實(shí)際工程中，為選擇合適的風(fēng)機(jī)，需要進(jìn)行風(fēng)機(jī)性在實(shí)際工程中，為選擇合適的風(fēng)機(jī)，需要進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能的比較。能的比較。 那么，若將所有不同系列風(fēng)機(jī)的性能曲線繪制在一張圖上，就那么，若將所有不同系列風(fēng)機(jī)的性能曲線繪制在一張圖上，就可以進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能的比較了。可以進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能的比較了。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速密度密度風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)性能性能= f計(jì)量單位計(jì)量單位設(shè)法除去設(shè)法除去則對(duì)同一系列則對(duì)同一系列風(fēng)機(jī)就只有一風(fēng)機(jī)就只有一組性能參數(shù)。組性能參數(shù)。泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans一、問題的提出一、問題的提出 由于這時(shí)的參數(shù)已沒有因次

9、，故稱為無(wú)由于這時(shí)的參數(shù)已沒有因次，故稱為無(wú)因次性能參數(shù)，由其所描述的曲線稱為無(wú)因次性能曲線。用之因次性能參數(shù)，由其所描述的曲線稱為無(wú)因次性能曲線。用之實(shí)現(xiàn)不同系列風(fēng)機(jī)的性能比較。實(shí)現(xiàn)不同系列風(fēng)機(jī)的性能比較。 對(duì)于同一系列風(fēng)機(jī)，在相似的運(yùn)行工況下有：對(duì)于同一系列風(fēng)機(jī)，在相似的運(yùn)行工況下有：VmVpVpVqcnDqnDqnDq132323221pcnDpnDpnDpmpp222222222221sh3352sh352sh352sh21PcnDPnDPnDPmppOqVpp2mp1qVAqVAqVApApApAA AA OVqpVAqApA泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans二、無(wú)因次性能參數(shù)和

10、無(wú)因次性能曲線二、無(wú)因次性能參數(shù)和無(wú)因次性能曲線 )m(4222222ADD 葉輪圓面積；葉輪圓面積；1、定義方法、定義方法 (m/s)60222unDnD 葉輪圓周速度；葉輪圓周速度；)kg/m(3流體的密度。流體的密度。1.32cnDqmpV2.222cnDpmp3.352shcnDPmp泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans二、無(wú)因次性能參數(shù)和無(wú)因次性能曲線二、無(wú)因次性能參數(shù)和無(wú)因次性能曲線2、無(wú)因次性能參數(shù)的定義式、無(wú)因次性能參數(shù)的定義式 效率系數(shù)：效率系數(shù)：功率系數(shù)：功率系數(shù)：全壓系數(shù)：全壓系數(shù)：流量系數(shù)：流量系數(shù)：232shsh22221000AuPPuppAuqqVV（3-2）（

11、3-4）（3-7）泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans二、無(wú)因次性能參數(shù)和無(wú)因次性能曲線二、無(wú)因次性能參數(shù)和無(wú)因次性能曲線3、無(wú)因次性能曲線、無(wú)因次性能曲線圖圖3-15 是是 4-13（72）5 通風(fēng)機(jī)的性能曲線和無(wú)因次性能曲通風(fēng)機(jī)的性能曲線和無(wú)因次性能曲線。由圖不難看出，兩者形狀完全相同。線。由圖不難看出，兩者形狀完全相同。 應(yīng)該指出：當(dāng)應(yīng)該指出：當(dāng) n和和 D2較大時(shí)，由于較大時(shí)，由于的的影響，兩者會(huì)略有不同。影響，兩者會(huì)略有不同。 泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans三、無(wú)因次性能參數(shù)的意義三、無(wú)因次性能參數(shù)的意義 1、對(duì)于同一系列的通風(fēng)機(jī)，其無(wú)因次性能參數(shù)具有唯一、對(duì)于同一系列的通

12、風(fēng)機(jī)，其無(wú)因次性能參數(shù)具有唯一性。換言之：它是相似準(zhǔn)則數(shù)，是相似的結(jié)果性。換言之：它是相似準(zhǔn)則數(shù)，是相似的結(jié)果 。 2、對(duì)于不同系列的通風(fēng)機(jī)，其無(wú)因次性能參數(shù)與通風(fēng)機(jī)、對(duì)于不同系列的通風(fēng)機(jī)，其無(wú)因次性能參數(shù)與通風(fēng)機(jī)的幾何尺寸、的幾何尺寸、 轉(zhuǎn)速及輸送流體的種類無(wú)關(guān)，轉(zhuǎn)速及輸送流體的種類無(wú)關(guān)， 而只與通風(fēng)機(jī)的而只與通風(fēng)機(jī)的類型有關(guān)。類型有關(guān)。 3、。將不同系將不同系列通風(fēng)機(jī)的無(wú)因次性能曲線集中在一起，列通風(fēng)機(jī)的無(wú)因次性能曲線集中在一起， 。泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans四、通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)略圖四、通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)略圖 由于同一系列的通風(fēng)機(jī)都是按相似方法設(shè)計(jì)的，因此，它由于同一系列的通

13、風(fēng)機(jī)都是按相似方法設(shè)計(jì)的，因此，它們的無(wú)因次性能曲線相同，流道的幾何形狀相似。故們的無(wú)因次性能曲線相同，流道的幾何形狀相似。故 即，相似的通風(fēng)機(jī)，每臺(tái)所有各通流部分的尺寸與其葉輪即，相似的通風(fēng)機(jī)，每臺(tái)所有各通流部分的尺寸與其葉輪外徑外徑D2的比值都對(duì)應(yīng)相等。的比值都對(duì)應(yīng)相等。lDDDDbbbb 2m2P1m1P2m2p1m1p 為了便于系列相似設(shè)計(jì)，風(fēng)機(jī)行業(yè)通常把模型風(fēng)機(jī)的葉輪為了便于系列相似設(shè)計(jì)，風(fēng)機(jī)行業(yè)通常把模型風(fēng)機(jī)的葉輪外徑外徑D2 作為作為100， 求出各通流部分相對(duì)求出各通流部分相對(duì)D2 的尺寸，并以此尺寸的尺寸，并以此尺寸繪制通風(fēng)機(jī)的幾何圖形繪制通風(fēng)機(jī)的幾何圖形。泵與風(fēng)機(jī) Pump

14、s and Fans，4-73型離心通風(fēng)機(jī)例圖如圖型離心通風(fēng)機(jī)例圖如圖3-16所示。所示。 泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans3-3 葉片式通風(fēng)機(jī)的葉片式通風(fēng)機(jī)的選擇曲線概述選擇曲線概述一、什么是葉片式通風(fēng)機(jī)的選擇曲線一、什么是葉片式通風(fēng)機(jī)的選擇曲線二、目的二、目的三、三組等值線及其特點(diǎn)三、三組等值線及其特點(diǎn)泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans一、什么是葉片式通風(fēng)機(jī)的選擇曲線一、什么是葉片式通風(fēng)機(jī)的選擇曲線選擇曲線是選擇曲線是把在把在下，對(duì)應(yīng)于無(wú)因下，對(duì)應(yīng)于無(wú)因次性能曲線上次性能曲線上的的的的D2，n、u2以及相應(yīng)的以及相應(yīng)的qV、p、Pgr，也稱同系列通風(fēng)機(jī)的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。，也稱同系列通

15、風(fēng)機(jī)的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。選擇曲線表示了同系列通風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)選擇曲線表示了同系列通風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)n、D2、u2、qV、p、及及Pgr等之間的關(guān)系。等之間的關(guān)系。二、目的二、目的 便于選擇風(fēng)機(jī)產(chǎn)品（由制造廠提供風(fēng)機(jī)）。便于選擇風(fēng)機(jī)產(chǎn)品（由制造廠提供風(fēng)機(jī)）。泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans9401675960111450周速（周速（m/s）qV（10000m3/h）全壓（全壓（10Pa）三、三組等值線及其特點(diǎn)三、三組等值線及其特點(diǎn)泵與風(fēng)機(jī) Pumps and Fans三、三組等值線及其特點(diǎn)三、三組等值線及其特點(diǎn)等機(jī)號(hào)線所通過的幾條性能曲線表示在等機(jī)號(hào)線所通過的幾條性能曲線表示在同一機(jī)號(hào)不同轉(zhuǎn)速同一機(jī)號(hào)不同轉(zhuǎn)速下的性能曲線；下的性能曲線；等轉(zhuǎn)速線所通過的幾條性能曲線表示在等轉(zhuǎn)速線所通過的幾條性能曲線表