安徽电气职院流体力学泵与风机教案10泵与风机的运行.docx

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1、第十章泵与风机运行第一节管道的特性曲线及工作点一、教学目标：1 .掌握管道的特性曲线；2 .牢固掌握工作点的意义，并分析工作点的稳定性。二、教学重点与难点重点：工作点的意义；难点：管道的特性曲线。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 .管道的特性曲线2 .工作点六、板书设计一、管道的特性

2、曲线二、工作点七、本节课内容小结八、作业：P154思考题：1、2；习题：1、5。第二节泵与风机的联合工作一、教学目标：1 .掌握泵与风机的联合工作的目的；2 .牢固掌握泵与风机联合工作后，工作点和性能的变化。二、教学重点与难点重点：泵与风机联合工作后，工作点和性能的变化；难点：泵与风机联合工作后特性曲线绘制及工作点的分析。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，使教学内容宜观、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

3、.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 .泵与风机的并联工作2 .泵与风机串联工作3 .相同性能泵与风机联合工作方式的选择六、板书设计联合工作方式串联并联装置示意目的性能曲线对管道性能曲线要求分析结论七、本节课内容小结八、作业：Pi54思考题：3、4、5；习题：2、3、7o第三节泵与风机的运行调节一、教学目标：1 .牢固掌握泵与风机变速调节方式和可动叶片调节方式；2 .了解节流调节和汽蚀调节方式。二、教学重点与难点重点：变速调节方式和可动叶片调节方式；难点：变速调节方式和汽蚀调节方式。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

4、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 .节流调节2 .入口导流器调节3 .汽蚀调节4.变速调节六、板书设计一、节流调节二、入口导流器调节三、汽蚀调节四、变速调节七、本节课内容小结八、作业：P54思考题：7、9：习题：8、9o第四节泵与风机的运行中的主要问题一、教学目标：1 .掌握泵与风机运行中振动的原因及消除措施；2 .了解消除泵与风机噪音的方法及减轻磨损的措施

5、；二、教学重点与难点重点：泵与风机运行中振动问题；难点：风机的喘振问题。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 .泵与风机的振动2 .泵与风机噪音3.泵与风机磨损六、板书设计一、泵与风机的振动二、泵与风机噪音三、泵与风机磨损七、本节课内容小结八、作业：作业：P154思考题：9；习题：10、

6、11。第四节泵与风机运行中的主要问题一、教学目标：1 .掌握锅炉给水泵运行中注意的问题；2 .掌握轴向推力及其平衡方法。二、教学重点与难点重点：锅炉给水泵运行中注意的问题轴向推力及其平衡方法；难点：轴向推力的平衡原理。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 .锅炉给水泵运行中注意的问题：汽

7、蚀，暖泵；2 .轴向推力及其平衡六、板书设计一、锅炉给水泵运行中注意的问题二、轴向推力及其平衡七、本节课内容小结八、作业：作业：Pi58思考题：10;习题：12、13。第十章泵与风机的运行1 .本章教学提纲：一、管路特性曲线及工作点：泵与风机的性能曲线，只能说明泵与风机自身的性能，但泵与风机在管路中工作时，不仅取决于其本身的性能，而且还取决于管路系统的性能，即管路特性曲线.二、泵与风机的联合工作：当采用一台泵或风机不能满足流量或能头要求时，往往要用两台或两台以上的泵与风机联合工作。泵与风机联合工作可以分为并联和串联两种。三、运行工况的调节：泵与风机运行时，由于外界负荷的变化而要求改变其工况，用

8、人为的方法改变工况点则称为调节。工况点的调节就是流量的调节，而流量的大小取决于工作点的位置，因此，工况调节就是改变工作点的位置。通常有以下方法，一是改变泵与风机本身性能曲线；二是改变管路特性曲线；三是两条曲线同时改变。四、运行中的主要问题：(1) 泵与风机的振动：汽蚀引起振动，旋转失速(旋转脱流)引起振动，机械引起的振动(2) 噪声(3) 磨损2 .本章基本概念：一、管路特性曲线：管路中通过的流量与所需要消耗的能头之间的关系曲线二、工作点：将泵本身的性能曲线与管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，则这两条曲线相交于某一点，该点即泵在管路中的工作点。三、泵与风机的并联工作：并联系指两台或两台以上

9、的泵或风机向同一压力管路输送流体的工作方式，并联的目的是在压头相同时增加流量。四、泵与风机的串联工作：串联是指前一台泵或风机的出口向另一台泵或风机的人口输送流体的工作方式，串联的目的是在流量相同时增加压头。3 .本章教学内容:第一节管路特性曲线及工作点泵与风机的性能曲线，只能说明泵与风机自身的性能，但泵与风机在管路中工作时，不仅取决于其本身的性能，而且还取决于管路系统的性能，即管路特性曲线。由这两条曲线的交点来决定泵与风机在管路系统中的运行工况。一、管路特性曲线现以水泵装置为例，如右图所示，泵从吸人容器水面A-A处抽水，经泵输送至压力容器BB,其中需经过吸水管路和压水管路。下面讨论管路特性曲线

10、。管路特性曲线，就是管路中通过的流量与所需要消耗的能头之间的关系曲线。确定单位重量流体从吸人容器输送至输出容器所需的能头，列出断面A-A与1I的伯诺利方程为加一港1.斯丁凡断面22与B-B的伯诺利方程为两式联立后得二包多时二2：-七二1(Hr+H)+1.hywiPg左端就是泵或风机在运行状态下所提供的总能头，右端是管路系统为输送液体所消耗的总能头，通称为管路阻力，以H表示。因此：H=如:21.凡十鼠式中Pb、Pa一需克服的吸人容器与输出容器中的压头差，m；H一流体被提升的总高度，m；上一输送流体时在管路系统中的总能头损失，mo近代高参数设备中，输出容器内流体的压力随工况而变化，如直流锅炉、除氧

11、器的滑压运行等。此处仅讨论定压运行时流体所消耗的总能头。上式中的前两项均与流量无关，故称其和为静压头，用符号H“表示.而管路系统中阻力损失，从流体力学知道，与流量平方成正比，故可写为图6-2管略得性曲线对于某一定的泵与风机装置而言，力为常数，1.与小为二次抛物线关系。因此，式(64a)又可写成如下形式：HVJ=HZ+中笳上式是泵的管路特性曲线方程。可见，当流量发生变化时，阻力HC也要发生变化。对于风机，因气体密度很小，H形成的气柱压力可以忽略不计，又因送风机是将空气送人炉膛，引风机是将烟气排人大气，都接近大气压，故风机的管路特性曲线方程可近似认%R-，小因此可看出，管路特性曲线是一条二次抛物线

12、，此抛物线顶点水泵位于，而风机为一条过原点的二次抛物线，如图62所示。二、工作点将泵本身的性能曲线与管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，则这两条曲线相交于M点，M点即泵在管路中的工作点(图63)。该点流量为qvM，总扬程为Hm,这时泵产生能量等于流体在管道中克服的阻力，所以泵在M点工作时达到能量平衡，工作稳定。如果水泵不在M点工作，而在A点工作，此时泵产生的能量是Ha,由右图可知，在q、,A流量下通过管路装置所需要的能量则为Ha，而HaHa,说明流体的能量有富裕，此富裕能量将促使流体加速，流量则由q、A增加到q、M，只能在M点又重新达到平衡。同样，如果泵在B点工作，则泵产生的能量是Hb。，在

13、qB流量下通过管路装置所需要的能量是Hb,而HbHb,由于泵产生的能量不足，以致使流体减速，流量qvB减少至qvw,这时工作点必然移到M点方能平衡。因此，可以看出，只有M点才是稳定工作点。流体在管路中流动时，都是依靠静压来克服臂路阻力的，尽管风机输送的是气体，并有压缩性，导致流速变化较大，但克服阻力仍靠静压，因此其工作点是由静压性能曲线与管路特性曲线的交点M来决定的，如图64所示。风机工作时出口动压若直接排人大气，则全部损失掉了。若在出口管路上装设扩散器，则可将一部分风机出口动压转变为静压，此静压也可用来克服管路阻力，从而提高风机的经济性。当泵或风机性能曲线与管路特性曲线无交点时，则说明这种泵

14、或风机的性能过高或过低，不能适应整个装置的要求。某些泵或风机具有驼峰形的性能曲线，如图65所示，K为性能曲线的最高点。若泵或风机在性能曲线的下降区段工作，如在M点工作，则运行是稳定的。但是，若工作点处于泵或风机性能曲线的上升区段工作，如A点，粗看似乎也能平衡工作，但实际上是不稳定的，稍有干扰(如电路中电压波动、频率变化造成转速变化、水位波动，以及设备振动等)，A点就会移动，这是因为当A点向右移动时，泵或风机产生的能量大于管路装置所需要的能量，从而流速加大，流量增加，工作点继续向右移动，直到M点为止才稳定运转；当A点向左移动时，泵或风机产生的能量小于管路装置所需要的能量，则流速减慢，流量降低，工

15、作点继续向左移动，直到流量等于零无输出为止。这就是说一遇干扰，A点就会向右或向左移动，而且再也不能回复到原来的位置A点，故A点称为不稳定工作点。如果泵或风机的性能曲线没有上升区段，就不会出现工作的不稳定性，因此泵或风机应当设计成性能曲线只有下降形的。若泵或风机的性能曲线是驼峰形的，则工作范围要始终保持在性能曲线的下降区段，这样就可以避免不稳定的工作。具有驼峰形的性能曲线，通以最大总扬程，即驼峰的最高点K作为区分稳定与不稳定的临界点，K点左侧称为不稳定工作区域，右侧称为稳定工作区域，在任何情况下，都应该使泵或风机保持在稳定区工作。风机的不稳定工作不仅表现在风机的流量为零，而且可能出现负值(倒流)，工作点交替地在第一象限和第二象限内变动。这种流量周期性地在很大范围内反复变化的现象，通常称为喘振(或称飞动)。关于喘振的问题，将在后面介绍。第二节泵与风机的联合工作当采用一