泵与风机原理讲义8-18

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1、第1章绪论1.1泵与风机的应用泵与风机是工程流体力学的应用与发展。它们是一类能将原动机的机械能转换成被输送流体的压力能和动能的流体机械，如果输送的流体是液体，则称为泵；输送的流体为气体，则称为风机。泵与风机属于通用机械的范畴，它们在国民经济的各个部门中应用十分广泛。据统计，在全国的总用电量中，泵与风机的耗电约占30%左右，其中泵的耗电约为21%左右。对电力部门的工作者，尤其关心泵与风机在电力工业中的作用。在火力发电厂中，向锅炉送水的给水泵；向气轮机凝汽器送冷却水的循环水泵；排送凝汽器中凝结水的凝结水泵；排送热力系统中各处疏水的疏水系统的疏水泵；向热力网系统补水的补

2、给水泵；向锅炉输送燃料的排粉机；向锅炉输送空气的送风机；排除锅炉烟气的引风机等，都是电厂的重要辅助设备。此外，还有生水泵，工业水泵，以及用来输送各种润滑油、药液、排除锅炉灰渣的特殊用泵等。总之，泵与风机在火力发电厂中的应用极为广泛，起着极其重要的作用。从经济角度看同样如此。泵与风机是电厂的耗电大户，特别是给水泵素有“电老虎”之称。据统计，各种泵与风机的耗电量约占厂用电的70%~80%（采用汽动给水泵除外），其中泵约占50%~30%。从安全可靠性方面看，由于泵与风机故障而引起停机、停炉的事例是很多的，并且由此造成了很大的直接和间接的经济损失。经验表明，增加安全可靠性

3、和提高效率相比，有着同等的甚至更大的经济效益。特别是随着机组向大容量、高效率、自动化方向发展，对泵与风机的安全可靠性也提出了越来越高的要求。例如：现代大型锅炉容量大，汽包的水容积相对较小，如果锅炉给水泵由于某种原因发生故障而中断给水，则汽包在一、二分钟甚至更短的时间内就可“干锅”，引发重大的设备事故。此外，泵与风机的安全经济运行是与整个电厂的安全经济运行密切相关的。为了实现泵与风机的安全经济运行，首先，必须对它们的原理、结构和调节运行特性有一个详细而深入的了解。同时，随着泵与风机设备的不断更新和高技术驱动装置的投入，还需不断地提高运行操作技术的管理水平。1.2泵与

4、风机的主要参数1.2.1泵的基本性能参数泵的基本性能参数包括流量Q、扬程H、功率N、效率η、比转速ns(或形式数k)、汽蚀余量[NPSH]（或吸上真空高度[Hs]）等，它们从不同的角度表示泵的工作性能，现分别介绍如下：a)流量(flowguantity)指泵在单位时间内所输送的液体量。通常用体积流量Q表示，单位是L/s、m3/s、m3/h，这些单位可以互相换算。对于非常温水或其它液体也可以用重量流量G表示，单位是N/s、kn/s。重量流量和体积流量的关系为：G=ρgQ式中ρ----液体的密度,kg/m3g------重力加速度m/s2b)扬程（head）泵的扬程，

5、又称能头（也有用全压表示的，如给水泵），是指单位重量液体从泵进口截面1经叶轮到泵出口截面2所获得的机械能（或势能和动能）的增加值。用H表示，单位是m。其数学表达式可写为：H=E2-E1式中E2--------泵出口截面处单位重量液体的机械能m（指液柱高）。E1--------泵进口截面处单位重量液体的机械能，m。由流体力学知道，单位重量液体的机械能通常是由压头（p/ρg）、速度头（v2/2g）和位置头（Z）三部分组成，即：E2=p2/ρg+v22/2g+Z2E1=p1/ρg+v12/2g+Z1p2、p1——————泵出口、进口截面处液体的压力，N/m2。v2、v1

6、——————泵出口、进口截面处液体的绝对速度，m/s。Z2、Z1——————泵出口、进口截面中心到基准面的距离，m。对于高压水泵，有时也近似地用泵出口和进口的压力差（p2-p1）来表示扬程的大小。c)功率和效率(powerandefficiency)轴功率：作为泵性能参数的泵的功率通常是指输入功率，也就是原动机传到泵轴上的功率，故称为轴功率，用N表示。有效功率：通过泵的液体在单位时间内从泵中获得的能量成为泵的有效功率。由于这部分能量被流出泵的液体所携带，故又称为输出功率，用Ne表示。其计算式为：Ne=ρgQH/1000kW内功率：泵叶轮在单位时间内传递给被输送液体

7、的能量称为泵的内功率，用Ni表示。它等于有效功率加上除轴承、轴封外在泵内损失掉的功率，或者说等于轴功率减去轴承、轴封损失所耗的功率。即：Ni=Ne+∑△N效率：轴功率和有效功率之差是泵内产生的损失功率，其大小用泵的效率来衡量。有效功率和轴功率之比称为泵的效率，亦称泵的总效率。用η表示。η=Ne/N*100%内效率：泵的有效功率和内功率之比为泵的内效率。用ηi表示，即：ηi=Ne/Ni*100%原动机功率：由于原动机轴和泵轴之间的传动存在有机械损失，所以，原动机功率（一般指原动机的输出功率）通常要比轴功率大些。其计算公式为：Ng=N/ηtmNg——————原动机功率

8、；ηtm—