泵與風機的性能泵與風機的損失與效率contents目錄泵與風機的損失（一）01機械損失和機械效率泵與風機的損失與效率機械損失容積損失流動損失=ΔPm+ΔPv+ΔPh損失功率ΔP機械損失功率（ΔPm）容積損失功率（ΔPv）流動損失功率（ΔPh）在泵與風機的運行中,存在著多種能量損失,按損失的性質(zhì)不同,可分為：泵與風機的損失與效率PP-ΔPmP-ΔPm-ΔPvPe機械損失功率（ΔPm）流動損失功率（ΔPh）容積損失功率（ΔPv）圖

泵與風機內(nèi)的能量平衡圖軸功率：P有效功率：Pe損失功率ΔP=ΔPm+ΔPv+ΔPhPe=P-ΔP泵與風機的損失與效率

通常用總效率η反映泵與風機的能量有效利用程度,即能量損失的大小可用效率η來衡量。機械損失容積損失流動損失機械效率（ηm）容積效率（ηv）流動效率（ηh）1.機械損失

泵與風機的機械損失是指由于機械摩擦和圓盤摩擦所造成的能量損失。（1）軸與軸承以及軸與軸端密封的機械摩擦損失,損失功率（ΔPm1）；（2）前后蓋板外表面與機殼內(nèi)流體之間的圓盤摩擦損失,損失功率（ΔPm2）。總機械損失：ΔPm=ΔPm1+ΔPm21.機械損失（1）機械摩擦損失（ΔPm1）軸與軸承以及軸與軸端密封的摩擦損失ΔPm1=(1-5)%P填料密封機械密封浮動環(huán)密封1.機械損失（2）圓盤摩擦損失（ΔPm2）葉輪前后蓋板外表面與流體之間的圓盤摩擦損失。D2——葉輪出口直徑,m;n——葉輪轉(zhuǎn)速,r/min;ρ

——流體密度,kg/m3;k’——為圓盤摩擦系數(shù),可以由實驗測定。ΔPm2=k’ρn3D25×10-6(kw)閉式泵腔開式泵腔ΔPm2≈(2~10)%P2.機械效率泵與風機的機械效率ηm與比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān),一般情況下：機械效率

離心泵：ηm=0.90~0.97；離心風機：ηm=0.92~0.98；軸流式泵與風機：ηm≈0.97。3.減小機械損失的措施

（2）減小圓盤摩擦損失:01降低葉輪外表面和機殼內(nèi)表面的粗糙度；02選擇合理的相對側(cè)壁的間隙B/D2,使之處于2%~5%之間；03采用開式泵腔,使隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)獲得能量的流體流出機殼,從而回收能量；04采用提高葉輪轉(zhuǎn)速，適當減小葉輪外徑的方法來提高能頭。（1）減小機械摩擦損失:01保證軸承有良好的潤滑;02選擇摩擦損失小的軸封，可選用機械密封或浮動環(huán)密封，如用填料密封，則填料壓蓋不可壓得過緊。泵與風機的損失機械損失機械摩擦損失圓盤摩擦損失容積損失流動損失泵與風機的性能泵與風機的損失與效率contents目錄泵與風機的損失（二）01容積損失和容積效率1.容積損失

泵與風機由于轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之間存在間隙，當葉輪轉(zhuǎn)動時，在間隙兩側(cè)產(chǎn)生壓強差,因而獲得能量的流體從高壓側(cè)通過間隙向低壓側(cè)泄漏,造成的工質(zhì)和能量損失稱為容積損失或泄漏損失。ADBC級間回流損失平衡裝置的回流損失軸封的向外泄漏損失密封環(huán)處的回流損失離心式泵的容積損失01密封環(huán)處和級間回流

如圖中的A線所示,經(jīng)葉輪獲得能量的流體,其壓強較高,而葉輪入口處壓強較低，流體在壓強差的作用下,通過葉輪與外殼密封環(huán)之間的間隙流向葉輪入口。

這部分回流雖然沒有工質(zhì)損失,但在葉輪中獲得的能量并沒有被有效利用,而是無償?shù)叵脑谘h(huán)流動中。同時,回流對主流的擾動,造成更大的能量損失。密封環(huán)處的回流損失A容積損失和容積效率密封環(huán)處和級間回流

如圖中的B線所示,在多級泵中,由于導葉擴散段的減速增壓作用,使導葉出口壓強較高，而在葉輪與導葉的側(cè)隙處,由于流體隨葉輪一起旋轉(zhuǎn),形成低壓區(qū),在壓強差的作用下,本應進入下一級或壓出室的部分流體通過導葉與輪轂的徑向間隙,產(chǎn)生回流,造成能量損失。級間回流損失B容積損失和容積效率C平衡裝置的回流損失容積損失和容積效率

平衡孔平衡管平衡盤

平衡孔、平衡管和平衡盤等平衡裝置均有流向泵進口處的部分回流，并對主流產(chǎn)生擾動,造成能量損失。

D軸封的向外泄漏損失容積損失和容積效率軸封——機械密封

在高壓側(cè)流體,由于壓強差的作用，經(jīng)軸和軸封間的徑向間隙向外泄漏，造成工質(zhì)和能量損失。軸封——填料密封02離心式風機的容積損失

主要發(fā)生葉輪前盤和集流器之間的間隙以及蝸殼與密封處的間隙。03軸流式泵與風機的容積損失

主要是由于葉片頂端與外殼之間的間隙回流所致。2.容積效率離心泵：ηv=0.92~0.98；離心風機：略低；軸流式泵與風機：ηv=0.96~0.99。

q——泄漏流量;qV——實際流量;qVT——理論流量;qV=qVT-q。

3.減小容積損失的措施01應盡可能地減小動、靜間隙02增大泄漏間隙的阻力

如密封環(huán)可以采用多齒迷宮型、鋸齒型、螺旋槽型,軸封采用機械密封、浮動環(huán)密封等,都可有效地減小泄漏量。

容積損失均是由動、靜間隙所致。

但過小的動、靜間隙,又會使泵與風機在運行中發(fā)生動、靜碰磨,造成機械損失增大,甚至會危及泵與風機的壽命。泵與風機的損失機械損失容積損失密封環(huán)處回流損失級間回流損失軸封泄漏損失平衡裝置回流損失流動損失泵與風機的性能泵與風機的損失與效率contents目錄泵與風機的損失（三）01流動損失和流動效率1.流動損失在所有損失中,流動損失最大。沖擊損失2流動阻力損失1流動阻力損失（hw）01由流體力學知,hw=?qV2流動阻力損失由沿程阻力損失和局部阻力損失組成。

流體在流經(jīng)吸人室、葉輪流道、導葉和殼體時,由于流體和各部分流道壁面摩擦會產(chǎn)生摩擦阻力損失,即沿程阻力損失。

流體在流經(jīng)截面變化的流道、轉(zhuǎn)彎等會使邊界層分離、產(chǎn)生旋渦和二次回流等而引起局部阻力損失。沖擊損失（hs）02

泵與風機在運行中，由于工況的改變,使葉輪中的流量qV偏離設計流量qVd時,入口流動角β1與葉片安裝角β1a不一致會引起沖擊損失。hs=?s(qV-qVd)2hs=?s(qV-qVd)2hw=?qV2

為減小流動損失,泵與風機應避免在大于設計流量工況下工作。2.流動效率（ηh）離心泵：ηh=0.8-0.95；離心風機：ηh=0.7-0.85；軸流式泵與風機：ηv=0.8-0.93。

流動效率3.減小流動損失的措施01提高流道表面的光潔度,消除流道中的污垢,保證流道通暢,以減少沿程損失;02合理設計葉片和通流部件的形狀,保證流體在流道中速度變化平緩,避免死角和旋渦區(qū),以減少局部損失;03盡量使泵與風機在設計工況或在設計工況附近運行,以減少沖擊損失；04提高檢修質(zhì)量,保證葉輪與導葉的中心對準。泵與風機的總效率等于有效功率與軸功率之比,即：離心泵：η=0.60~0.90；離心風機：η=0.70~0.90；軸流式泵：η=0.7~0.89；軸流式風