相似理论在泵与风机中的应用.ppt

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1、泵与风机多媒体课件欢迎学习泵与风机课程讲演：温高——第五章相似理论在泵与风机中的应用第五章相似理论在泵与风机中的应用设计研究使用相似理论广泛应用于许多学科领域1、根据模型试验的成果，进行新型泵与风机的设计。2、根据已知泵与风机的性能，确定其相似泵与风机的性能。3、相似泵与风机相似工况下的性能参数换算（如变速等）。主要解决的问题：等方面也起着十分重要的作用。在泵与风机第五章相似理论在泵与风机中的应用第一节相似条件第二节相似定律第三节相似定律的特例第四节比转数第五节通用性能曲线第一节、相似条件各对应点的几何尺寸成比例，比值相等。b

2、1p/b1m=b2p/b2m=D1p/D1m=D1p/D1m=…Dp/Dm=λ=常数1、几何相似条件几何相似是指原型和模型各对应角、叶片数相等.β1、β2、Z相等泵与风机内流体流动相似三个条件几何相似运动相似动力相似即必须满足原型p模型m任一对应点上同一物理量间保持比例关系。第一节、相似条件2、运动相似条件运动相似是指原型和模型∠β1p=∠β1m∠β2p=∠β2m各对应流动角相等各对应点的速度方向相同，大小成比例，比值相等v1p/v1m=v2p/v2m=w1p/w1m=w2p/w2m=……=u2p/u2m=Dpnp/Dmnm=

3、常数第一节、相似条件3、动力相似条件动力相似是指原型和模型泵与风机流体的流动已在Re>105的阻力平方区即处于自动模化区。该区域粘性力不起作用，阻力系数不再改变。实践证明Re>105自动满足了动力相似要求方向相同大小成比例比值相同各对应点的各种力惯性力、粘性力是泵与风机起主导作用的两种力。惯性力、粘性力的相似准则是雷诺数Re，Re相等既满足动力相似条件。但要保证模型与原型的Re相等，也是十分困难的。流体在水泵中流动时主要受四种力的作用1、惯性力2、粘性力3、重力4、压力该四个力同时满足相似条件，十分困难，根据牛顿定律：三力中只

4、要有两种力成比例第三力必成比例。故只要保证起主导作用的两种力相似即可。第二节、相似定律a．推导泵或风机的流量为：两台泵或风机相似，且在相似工况下才具有这种关系b．意义1、流量相似定律(或流量相似关系)流量相似关系功率相似关系能头相似关系泵与风机相似定律反映了性能参数之间的相似关系其流量之比与几何尺寸之比的三次方成正比与转速之比的一次方成正比与容积效率之比的一次方成正比相似泵或风机在相似工况下几何相似，排挤系数相等：运动相似则有：在相似工况下，流量相似关系为：将上式代入（1）式得：(1)(2)第二节、相似定律b．意义2、扬程相似

5、定律(或扬程相似关系)其扬程之比与几何尺寸之比的平方成正比与转速之比的平方成正比与流动效率之比的一次方成正比相似泵或风机在相似工况下a．推导a/c=b/d，a/b=c/d（a-b）/b=（c-d）/d（a-b）/（c-d）=b/d在相似工况下，扬程相似关系为：运动相似则有：将上式代入（3）式得扬程相似定律：（3）（4）第二节、相似定律a．推导b．意义3、功率相似定律(或功率相似关系)其功率之比与几何尺寸之比的五次方成正比与转速之比的三次方成正比与机械效率之比的一次方成反比相似泵或风机在相似工况下泵与风机的轴功率为：在相似工况下

6、，轴功率的相似关系为：将上式（2）、（4）代入（5）式得功率相似定律：（5）（6）第二节、相似定律4、简化相似定律(或相似关系)经验表明，当原型和模型的转速及几何尺寸相差不大，可以认为在相似工况下运行时，各种效率相等，故可得如下简化相似定律：简化相似定律第三节、相似定律的特例1、改变转速时各参数的变化（比例律）在相似工况下有比例律公式如下两台泵或风机几何尺寸相等或同一台泵机，即有：输送相同的流体，即有：只改变转速，即：第三节、相似定律的特例2、改变几何尺寸时各参数的变化两台泵或风机在相似工况下有如下关系转速相同，即有：输送相同

7、的流体，即有：几何尺寸不同，即：第三节、相似定律的特例3、改变密度时各参数的变化在相似工况下有如下关系两台泵或风机几何尺寸相等或同一台泵机，即有：转速相同，即有：输送的流体不同，即：第四节、比转数意义及公式推导将其联立消去线性尺寸D后整理得：各种类型的泵或风机都有自己的性能曲线，泵或风机叶轮形状不同，它们的性能曲线也就不同。由于泵或风机的类型很多，性能各异，这就需要在相似定律的基础上推导出一个包括qv、H、n在内的综合相似特征数，用它对泵或风机进行比较和分类，这个相似特征数称为比转数，泵用符号ns表示，风机用符号ny表示。比转

8、数在泵或风机的理论研究和设计中具有十分重要的意义。将式将式两端平方，两端立方式中常数习惯上用ns表示，即为国际上较为通用的比转数：式中3.65的系数是由水轮机比转数的公式推导而得的。n——转速，r/minqv——体积流量，m3/sH——扬程，m其中我国习惯用比转数公式如下，第