泵與風機的作用及分類

第一部分泵與風機的作用PART0101一、泵與風機的定義及機械類別

定義泵與風機：一種利用原動機（外加）能量輸送流體（液體和氣體）的機械泵：輸送液體的機械稱為泵（噴射泵、液環泵除外）風機：輸送氣體的機械稱為風機一、泵與風機的定義及機械類別

屬流體機械機械類別按作用按工作性質按應用范圍屬能量轉換機械原動機機械能→泵或風機→流體的動能和壓能屬通用機械二、泵與風機的應用

泵與風機在國民經濟的各部門應用十分廣泛。例如：農業、化學、采礦、冶金、航空，采暖通風、城市的給水排水。統計表明，在全國的總用電量中，約有三分之一是泵與風機耗用的。

電廠廠用電70%是泵與風機耗用的。電廠主要泵包括：給水泵、凝泵、潤滑油泵、冷卻水泵等。電廠主要風機包括：送/引風機、一次風機等。火電廠生產過程示意圖三、泵與風機的發展趨勢

隨著科學技術的不斷進步和電力行業的發展，近年來，發電廠中廣泛地采用了大容量、高參數的鍋爐和汽輪機設備，這就促進了泵與風機向著大容量、高參數、高轉速、高效率、高度自動化、高可靠性和低噪聲的方向發展。

第二部分泵與風機的分類PART0202容積式利用工作室容積周期性變化來提高流體能量而實現輸送流體的泵與風機。往復式：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵和空氣壓縮機回轉式：齒輪泵、螺桿泵、滑片泵、羅茨風機、螺桿風機和水環式真空泵。葉片式利用裝在旋轉軸上葉輪的葉片對流體作功來提高流體能量而實現輸送流體的泵與風機。這類泵與風機有：離心式、軸流式、混流式、旋渦泵。其它型式工作原理不能歸入葉片式和容積式的各種泵與風機，如噴射泵、水擊泵等。一、泵與風機按工作原理分類

一、泵與風機按工作原理分類

二、泵與風機按產生的壓頭進行分類

泵按產生的壓頭分類風機按產生的壓頭分類低壓泵：P<2MPa中壓泵：2MPa<P<6MPa高壓泵：P>6MPa通風機：P<15kPa鼓風機:15kPa<P<340kPa壓氣機:P>0.6MPa三、按生產中的作用分類凝結水泵給水泵循環水泵疏水泵主油泵灰渣泵送風機引風機泵與風機主要性能參數一、泵與風機的性能參數性能參數

反映泵與風機的工作狀況的一組物理量泵與風機的性能參數流量、揚程或全壓、功率、效率、轉數，水泵還有允許吸上真空高度或允許汽蝕余量一、泵與風機的性能參數2泵入口1泵體3泵出口4吸入管5帶濾網底閥6電動機7聯軸器1、流量流量是指單位時間內泵與風機輸送流體的數量。qv和qm一、泵與風機的性能參數2、能頭（壓頭）揚程（亦稱能頭）——單位重量流體通過泵或風機后的能量增加值，用符號“H”表示，單位為N·m/N或m流體柱。泵提供的能量通常用揚程表示。若流體在泵進口斷面1-1處的總比能為e1、出口斷面2-2處的總比能為e2，則H=e2-e1全壓（亦稱壓頭）——單位體積流體通過泵或風機后的能量增加值，用符號“p”表示，單位為Pa。風機提供給氣體的能量通常用全壓表示。

風機的全壓與揚程之間的關系為：一、泵與風機的性能參數3、功率——有效功率、軸功率(泵與風機本身的功率)

有效功率——單位時間內通過泵或風機的流體所獲得的功，即泵與風機的輸出功率，用“Pe”表示，單位為kW軸功率——原動機傳到泵與風機軸上的功率，又稱輸入功率，用“P”表示，單位為kW。軸功率通常由電測法確定一、泵與風機的性能參數一、泵與風機的性能參數原動機功率及效率原動機輸入功率：原動機輸出功率：原動機效率：3、功率——有效功率、軸功率(泵與風機本身的功率)一、泵與風機的性能參數有效功率、軸功率和原動機輸出、輸入功率之間的關系：原動機配用功率系指選配原動機的最小輸出功率，用表“P0”示，單位為kW。

——傳動裝置效率；撓性聯軸器傳動；三角皮帶傳動的K——原動機的容量安全系數，一般為1.05～1.43、功率——有效功率、軸功率(泵與風機本身的功率)4、效率一、泵與風機的性能參數

效率是泵與風機總效率的簡稱，指泵與風機輸出功率與輸入功率之比的百分數。用符號η表示:

效率的實質是反映泵或風機在傳遞能量過程中軸功率被有效利用的程度。5、轉速一、泵與風機的性能參數

轉速是指泵與風機葉輪每分鐘的轉數，用n表示，單位為r/min。轉速越高，流量、揚程（全壓）亦越大；轉速增高可使泵葉輪的級數減少、外徑減小。但提高轉速受到材料強度、泵汽蝕、泵效率等因素的制約，目前國內鍋爐給水泵的轉速大多采用5000～6000r/min。此外，水泵還有允許吸上真空高度或允許汽蝕余量，以后介紹。一、泵與風機的性能參數5、轉速泵與風機工作揚程或全壓的計算方法泵與風機工作揚程或全壓的計算泵（風機）裝置裝置管路系統包括泵（風機）、管路及其附件和吸、壓容器在內的輸送系統泵（風機）裝置中除泵（風機）之外的管路及其附件和吸、壓容器所組成的系統

第一部分運行時泵與風機提供揚程或全壓的計算PART0101一、運行時泵與風機提供揚程或全壓的計算泵的揚程計算泵運行時，液體在其進口斷面1-1處與出口斷面:2-2處的總比能分別為:由揚程計算公式，可得:一、運行時泵與風機提供揚程或全壓的計算泵的揚程計算當泵入口處液體的壓強大于大氣壓強時式中h2-h1已包含了z1、z2的影響

當泵入口處液體的壓強小于大氣壓強時一、運行時泵與風機提供揚程或全壓的計算泵的揚程計算

——出口及進口壓力表讀數，Pa；

——入口真空表讀數，Pa；h1,h2——表的零點(表面中心)到葉輪中心線的垂直距離，m；當表計位于中心線下方時，取負值。

某臺單吸單級離心式水泵，在吸水口測得流量為60L/s，泵入口真空計指示真空高度為4mH2O，吸入口直徑25cm；泵本身向外泄漏流量約為吸入口流量的2%；泵出口壓力表讀數為294kPa,泵出口直徑為0.2m；壓力表安裝位置比真空計高0.3m，求泵的揚程。一、運行時泵與風機提供揚程或全壓的計算例題一、運行時泵與風機提供揚程或全壓的計算風機的全壓計算

風機運行時的全壓，其計算式中可忽略表計高度的影響，且入口一般為真空狀態。故其計算公式為:

第二部分管路系統中流體流動所需能頭的計算PART0102二、管路系統中流體流動所需能頭的計算泵的揚程方法

根據能量方程式，以O-O為基準面，列出A斷面與B斷面的能量方程，并整理得到:二、管路系統中流體流動所需能頭的計算泵的揚程方法式中：

——流體流動所需要的揚程，N·m/N；

——單位重量液體提高的壓力能,N·m/N

——單位重量液體提高的位能,N·m/N；

——吸入管道和壓出管道的阻力損失,N·m/N二、管路系統中流體流動所需能頭的計算風機的全壓計算

對風機而言，所輸送的氣體密度較小，與其它幾項比較，一般可以忽略不計，風機吸入的周圍環境壓力與壓出氣體的周圍環境壓力若相差不多，即，故風機全風壓為式中:

——流體流動所需要的全壓，Pa；、——吸入、壓出風道的壓頭損失，Pa例題泵與風機工作揚程或全壓的計算

如圖所示（下一頁PPT）江邊泵房，離心泵自江中抽水后打入生活水塔，然后由生活水塔向廠生活區供水。已知▽1=3m,▽2=5m,▽3=35m；水泵流量qv=8L/s；吸水管長度L1=10m,管徑d1=100mm,沿程阻力系數λ1=0.025，局部阻力系數總和Σζ1=8；壓水管道長度L2=60m,管徑d2=80mm,沿程阻力系數λ2=0.024，局部阻力系數總和Σζ2=4.5。試計算泵的揚程。容積式泵與風機工作原理其他型式泵與風機的工作原理及特點基本結構、工作原理工作特點：輸出流量和壓頭穩定；相對排氣量大，真空度高優缺點及應用優點：結構簡單，容易制造加工；無閥、不怕堵塞；效率較噴射式高且可直接由電機驅動缺點：需配置輔助系統應用：大型水泵啟動時抽真空1、水環式真空泵其他型式泵與風機的工作原理及特點1、水環式真空泵容積式式泵與風機工作原理容積式泵與風機的工作原理及特點活塞泵柱塞泵1、往復式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）容積式泵與風機的工作原理及特點1、往復式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）基本結構、工作原理工作特點吸入過程和壓縮過程連續不斷進行輸出流量和能頭不穩定流量取決于原動機的轉速及活塞的直徑和行程產生的能頭與流量無關壓出管路上須裝設限壓閥容積式泵與風機的工作原理及特點1、往復式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）2柱塞1活塞3隔膜4工作室5泵缸6吸水閥7壓水閥(a)活塞泵(b)柱塞泵(c)隔膜泵往復式泵示意圖容積式泵與風機的工作原理及特點優缺點及應用優點：①提供的能頭可滿足用戶的任意需求；②小流量高能頭時效率較離心式高；③具有自吸能力，啟動簡單，運行方便缺點：①輸出流量和能頭不穩定；②外形尺寸大，結構復雜，造價高；③易損另件較多，維修不便；④調節較復雜應用：往復式泵適用于輸送流量小，揚程高的管道系統1、往復式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）容積式泵與風機的工作原理及特點1、往復式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）2吸入閥1工作室3壓出閥4活塞5泵缸6活塞桿8隔膜7曲柄9十字頭10吸入管11壓出管12限壓閥容積式泵與風機的工作原理及特點基本結構、工作特點（齒輪泵和螺桿泵）：輸出流量和能頭較往復式穩定產生的能頭與流量無關（壓出管路上須裝設限壓閥）2、回轉式（齒輪泵、螺桿泵和羅茨風機）2從動齒輪1主動齒輪3泵殼5出口工作室4入口工作室齒輪泵工作示意圖容積式泵與風機的工作原理及特點齒輪泵優點：體積小；結構簡單，成本低；輕便緊湊；工作可靠且能自吸；維修方便缺點：效率低；軸承載荷大運行時有噪聲；齒輪磨損后泄漏量較大應用：適合于輸送流量小、壓頭較高且黏度較大的液體，汽車油泵，潤滑油系統2、回轉式（齒輪泵、螺桿泵和羅茨風機）容積式泵與風機的工作原理及特點螺桿泵優點：結構簡單緊湊；壓頭和效率較齒輪泵高；流量和壓頭脈動小；運行時噪聲小，不易磨損、耐用；工作可靠且能自吸；可與高速原動機直聯缺點：由于螺桿齒形復雜，加工較難，以致造價較高應用：適用于輸送壓頭要求高、黏性大和含固粒的液體2、回轉式（齒輪泵、螺桿泵和羅茨風機）葉片式泵與風機工作原理葉片式泵與風機的工作原理及特點獲能原理：

在泵殼內充滿液體的情況下，旋轉葉輪的葉片迫使流體旋轉，流體獲得的慣性離心力使葉輪出口處壓強（能）增大，入口處壓強減小（p∝r2）；同時，流體的流速（動能）從入口到出口也增大。1、離心式（軸向進，徑向出）葉片式泵與風機的工作原理及特點工作過程：壓出過程、吸入過程兩個過程連續不斷進行優缺點及應用:優點：效率高，性能可靠，流量均勻，易于調節缺點：啟動前需灌引水，揚程受流量的制約應用：非常廣泛1、離心式（軸向進，徑向出）葉片式泵與