安徽电气职院流体力学泵与风机教案06泵与风机的分类及工作原理.docx

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1、一、教学目标：1 .了解泵与风机的常用型式和分类；2 .掌握泵与风机的原理和主要性能参数。二、教学重点与难点重点：泵与风机的分类和主要性能参数；难点：主要性能参数。三、教学方式及教具教学方式：采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。教具：必要的挂图、教具或多媒体幻灯教学等手段，使教学内容直观、形象化，以强化教学效果。四、教学时间分配（共100分钟）1 .复习旧课、引入新课5分钟2 .讲授新课90分钟；3 .小结3分钟，布置作业2分钟。五、教学内容提要1 .泵与风机在热力发电厂中的常用型式；2 .泵与风机的分类及其工作原理；3 .泵与风机的

2、主要性能参数；六、板书设计一、泵与风机的分类及其工作原理二、泵与风机的主要性能参数七、本节课内容小结:第一节泵与风机的分类及其工作原理一、泵与风机的分类1.按工作原理分Ir秋式系Im程式SIs发式产It式（木中畀式）I双光体K加式*无式导”式箕累式叶式叶片式风机风凯mah育风lM产(AhO*产(j.16网特量W杼量1看片U等XM氏发利长网Vb，谖姆机HA919产空溟1木也系等2.按产生的压力分泵按产生的压力分为：低压泵：压力在2MPa以下；中压泵：压力在26MPa；高压泵：压力在6MPa以上。风机按产生的风压分为：通风机：风压小于15kPa;鼓风机：风压在1534OkPa以内；压气机：风压在3

3、40kPa以上。通风机中最常用的是离心通风机及轴流通风机，按其压力大小又可分为：低压离心通风机：风压在IkPa以下；中压离心通风机：风压在13kPa；高压离心通风机：风压在315kPa;低压轴流通风机：风压在O.5kPa以下；高压轴流通风机：风压在0.55kPa。二、泵与风机的工作原理1 .离心式泵与风机工作原理离心式泵与风机的工作原理是，叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。离心式泵与风机最简单的结构型式所示。叶轮1装在一个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流人，然后转90进入叶轮流道并径向流出。叶轮连续旋转，在叶轮

4、人口处不断形成真空，从而使流体连续不断地被泵吸人和排出。2 .轴流式泵与风机工作原理.轴流式泵与风机的工作原理是，旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能，其结构如图所示。叶轮1安装在圆筒形（风机为圆锥形）泵壳3内，当叶轮旋转时，流体轴向流人，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流式泵与风机适用于大流量、低压力，电厂中常用作循环水泵及送引风机。H06Mft94ft1片修，2-*ai.1最先67式久本)!I，Za9w.a-，rBM、一悻3 .往复泵工作原理如图所示。现以活塞式为例来说明其工作原理，活塞泵主要由活塞1在泵缸2内作往复运动来吸入和排除液体。当活塞1开始自极左端位置向右移

5、动时，工作室3的容积逐渐扩大，室内压力降低，流体顶开吸水阀4,进入活塞1所让出的空间，直至活塞1移动到极右端为止，此过程为泵的吸水过程。当活塞1从右端开始向左端移动时，充满泵的流体受挤压，将吸水阀4关闭，并打开压水阀5而排出，此过程称为泵的压水过程。活塞不断往亚运动，泵的吸水与压水过程就连续不断地交替进行。此泵适用于小流量、高压力，电厂中常用作加药泵。4 .齿轮泵工作原理齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，齿轮1（主动轮）固定在主动轴上，轴的一端伸出壳外由原动机驱动，另一个齿轮2（从动轮）装在另一个轴上，齿轮旋转时，液体沿吸油管3进入到吸人空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合（齿与齿啮合

6、前），然后进入压油管4排出。5 .螺杆泵工作原理螺杆泵是一种利用螺杆相互啮合来吸人和排出液体的回转式泵。螺杆泵的转子由主动螺杆1（可以是一根，也可有两根或三根）和从动螺杆2组成。主动螺杆与从动螺杆做相反方向转动，螺纹相互啮合，流体从吸入口进入，被螺旋轴向前推进增压至排出口。此泵适用于高压力、小流量。电厂中常用作输送轴承润滑油及汽轮机调速器用油的油泵。6 .喷射泵工作原理如左图所示，将高压的工作流体7,由压力管送人工作喷嘴6,经喷嘴后压能变成高速动能，将喷嘴外围的液体（或气体）带走。此时因喷嘴出口形成高速使扩散室2的喉部吸入室5造成真空，从而使被抽吸流体8不断进入与工作流体7混合，然后通过扩散室

7、将压力稍升高输送出去。由于工作流体连续喷射，吸人室继续保持真空，于是得以不断地抽吸和排出流体。工作流体可以为高压蒸汽，也可为高压水，前者称为蒸汽喷射泵，后者称为射水抽气器。在电厂中都可用作抽出凝汽器中的空气。如上右图为水环式真空泵的装置结构图。圆柱形泵缸2内注入一定量的水，星形叶轮1偏心地装在泵缸内，当叶轮旋转时，水受离心力作用被甩向四周而形成一个相对于叶轮为偏心的封闭水环。被抽吸的气体沿吸气管7及接头5由吸气孔3进入水环与叶轮之间的空间，右边月牙形部分，由于叶轮的旋转，这个空间容积由小逐渐增大，因而产生真空抽吸气体。随着叶轮的旋转，气体进入左边月牙形部分。因叶轮是偏心旋转的，此空间逐渐缩小，

8、气体逐渐受到压缩升压，气与水便由排气孔4经接头6沿排气管8进入水箱9中，自动分离后再由放气管12放出。废弃的水和空气一起被排到水箱里。第二节泵与风机主要的性能参数泵与风机的主要性能参数有流量Qv,能头（泵称为扬程）或压头（风机称为全压或风压）、功率户、效率，转速，泵还有表示汽蚀性能的参数，即汽蚀余量或吸上真空高度。这些参数反映了泵与风机的整体性能，现分别介绍如下：质量流量与体积流量的关系为%NPqVkg/8流量是指单位时间内所输送的流体数量。它可以用体积流量q、,表示，也可以用质量流量qm表示。体积流量的常用单位为11s或H?/h,质量流量的常用单位为kg/s或t/h。当温度t=OC时，水的密

9、度为100okg11,空气的密度为1.293kg/m3。2 .能头（1）泵的能头泵的能头称为扬程，系指单位重量液体通过泵后所获得的能量，即流体从泵进口断面11到泵出口断面22所获得的能量增加值，则水泵的扬程为HE,由流体力学可知，单位重量液体的机械能通常由压力水头、速度水头和位置水头三部分组成，即泵的扬程可写为（2）风机的能头风机的能头称为全压或风压，包括静压和动压。全压系指单位体积气体流过风机时所获得的总能量增加值，用符号户表示，故风机的全压为对风机来说，由于输送的是气体（可压缩性流体），即使进出口风管直径相差不大，但流速仍可相差很大，因此，其动压改变较大，且在全压中所占的比例很大，有时甚至

10、可达全压的50%以上。而克服管路阻力要由静压来承担，因此风机的风压需要用全压及静压分别表不O风机的动压为风机的静压为A=，,一/；+号JPa风机的全压，包括静压和动压两部分即P=PU+p.Pa3 .功率与效率泵与风机的功率可分为有效功率、轴功率和原动机功率。有效功率是指单位时间内通过泵或风机的流体所获得的功率，即泵与风机的输出功率，轴功率即原动机传到泵或风机轴上的功率，又称输入功率。轴功率与有效功率之差是泵与风机内的损失功率。泵与风机的效率为有效功率与轴功率之比。效率的表达式为V=窄%由于原动机轴与泵或风机轴的连接存在机械损失，所以，原动机功率通常要比轴功率大，其表达式为考虑泵与风机运转时可能出现超负荷情况，所以原动机的配套功率通常要大些，4.转速转速系指泵或风机轴每分钟的转数，用符号n表示，单位为r/min。除上述五个参数外，还有比转数小、允许汽蚀余量Zh或允许吸上真空高度Hs.