河北工程大學(xué)水電學(xué)院泵與風(fēng)機(jī)常用公式及簡(jiǎn)答

1、圓周速度u: u=Dn60 軸面速度vm: vm=qVTA= qVAV 全壓pT ： pT=(u2v2u-u1v1u)理論揚(yáng)程HT: HT=1g(u2v2u-u1v1u) v2u=u2-v2ucot2HS= HS-10.33+Hamb+0.24-HV HV 為飽和蒸汽壓頭可由查表獲得 Hamb為環(huán)境大氣壓頭可由查表獲得HS=pe-pVg+vs22g-h Hg=pe-pVg-hw-hpeg=Hamb hw=ldv22g=l4Rv22g pVg=HV h= hc+0.3Hg= HS- vs22g-hw hrphrm=u1p2u1m2=（D1pnpD1mnm）2比轉(zhuǎn)速 ns ： 單吸多級(jí)泵 ns=3

2、.65nqvH34 多級(jí)泵第一級(jí)為雙吸葉輪 ns=3.65nqv2（Hi）34汽蝕比轉(zhuǎn)速c c=5.62nqvhr34PpPm=pm D2pD2m5npnm2mpmm qvpqvm=（D2pD2m）3npnm VpVmHpHm=（D2pnpD2mnm）2hphm pppm=pm（D2pnpD2mnm）2hphm泵：Pe=gqvH/1000 風(fēng)機(jī)：Pe=qvp/1000=hVm =PePtm為傳動(dòng)效率， 電動(dòng)機(jī)直軸聯(lián)動(dòng): tm=1 聯(lián)軸器直連傳動(dòng)tm=0.98 三角皮帶傳動(dòng)：tm=0.95 1.在火力發(fā)電廠中有那些主要的泵與風(fēng)機(jī)？其各自的作用是什么？答：給水泵：向鍋爐連續(xù)供給具有一定壓力和溫度的

3、給水。循環(huán)水泵：從冷卻水源取水后向汽輪機(jī)凝汽器、冷油器、發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器供給冷卻水。凝結(jié)水泵：抽出汽輪機(jī)凝汽器中的凝結(jié)水，經(jīng)低壓加熱器將水送往除氧器。疏水泵：排送熱力系統(tǒng)中各處疏水。補(bǔ)給水泵：補(bǔ)充管路系統(tǒng)的汽水損失?；以茫簩㈠仩t燃燒后排出的灰渣與水的混合物輸送到貯灰場(chǎng)。送風(fēng)機(jī)：向鍋爐爐膛輸送燃料燃燒所必需的空氣量。引風(fēng)機(jī)：把燃料燃燒后所生成的煙氣從鍋爐中抽出，并排入大氣。2.泵與風(fēng)機(jī)可分為哪幾大類(lèi)？發(fā)電廠主要采用哪種型式的泵與風(fēng)機(jī)？為什么？答：泵按產(chǎn)生壓力的大小分：低壓泵、中壓泵、高壓泵,風(fēng)機(jī)按產(chǎn)生全壓得大小分：通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī),泵按工作原理分：葉片式：離心泵、軸流泵、斜流泵、旋渦泵

4、;容積式：往復(fù)泵、回轉(zhuǎn)泵; 其他類(lèi)型：真空泵、噴射泵、水錘泵,風(fēng)機(jī)按工作原理分：葉片式：離心式風(fēng)機(jī)、軸流式風(fēng)機(jī); 容積式：往復(fù)式風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī) 發(fā)電廠主要采用葉片式泵與風(fēng)機(jī)。其中離心式泵與風(fēng)機(jī)性能范圍廣、效率高、體積小、重量輕，能與高速原動(dòng)機(jī)直聯(lián)，所以應(yīng)用最廣泛。軸流式泵與風(fēng)機(jī)與離心式相比，其流量大、壓力小。故一般用于大流量低揚(yáng)程的場(chǎng)合。目前，大容量機(jī)組多作為循環(huán)水泵及引送風(fēng)機(jī)。2.泵與風(fēng)機(jī)有哪些主要的性能參數(shù)？銘牌上標(biāo)出的是指哪個(gè)工況下的參數(shù)？答：主要性能參數(shù)有：流量、揚(yáng)程（全壓）、功率、轉(zhuǎn)速、效率和汽蝕余量; 在銘牌上標(biāo)出的是：額定工況下的各參數(shù)3.水泵的揚(yáng)程和風(fēng)機(jī)的全壓二者有何區(qū)別和聯(lián)

5、系？答：?jiǎn)挝恢亓恳后w通過(guò)泵時(shí)所獲得的能量增加值稱(chēng)為揚(yáng)程；單位體積的氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量增加值稱(chēng)為全壓聯(lián)系：二者都反映了能量的增加值。區(qū)別：揚(yáng)程是針對(duì)液體而言，以液柱高度表示能量，單位是m。全壓是針對(duì)氣體而言，以壓力的形式表示能量，單位是Pa。4.離心式泵與風(fēng)機(jī)有哪些主要部件？各有何作用？答：離心泵葉輪：將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動(dòng)能。吸入室：以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)口處的液體流速分布均勻。壓出室：收集從葉輪流出的高速流體，然后以最小的阻力損失引入壓水管或次級(jí)葉輪進(jìn)口，同時(shí)還將液體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?dǎo)葉：匯集前一級(jí)葉輪流出的液體，并在損失

6、最小的條件下引入次級(jí)葉輪的進(jìn)口或壓出室，同時(shí)在導(dǎo)葉內(nèi)把部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。密封裝置：密封環(huán)：防止高壓流體通過(guò)葉輪進(jìn)口與泵殼之間的間隙泄露至吸入口。軸端密封：防止高壓流體從泵內(nèi)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間的間隙泄漏到泵外。離心風(fēng)機(jī)葉輪：將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動(dòng)能蝸殼：匯集從葉輪流出的氣體并引向風(fēng)機(jī)的出口，同時(shí)將氣體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。集流器：以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿(mǎn)葉輪入口。進(jìn)氣箱：改善氣流的進(jìn)氣條件，減少氣流分布不均而引起的阻力損失。1.試簡(jiǎn)述離心式與軸流式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理。答：離心式：葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量，即流體通過(guò)葉輪后，壓能和動(dòng)

7、能都得到提高，從而能夠被輸送到高處或遠(yuǎn)處。流體沿軸向流入葉輪并沿徑向流出。軸流式：利用旋轉(zhuǎn)葉輪、葉片對(duì)流體作用的升力來(lái)輸送流體，并提高其壓力。流體沿軸向流入葉輪并沿軸向流出。1.流體在旋轉(zhuǎn)的葉輪內(nèi)是如何運(yùn)動(dòng)的？各用什么速度表示？其速度矢量可組成怎樣的圖形？答：當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪中某一流體質(zhì)點(diǎn)將隨葉輪一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)該質(zhì)點(diǎn)在離心力的作用下，又沿葉輪流道向外緣流出。因此，流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)是一種復(fù)合運(yùn)動(dòng)。 葉輪帶動(dòng)流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)牽連運(yùn)動(dòng)，其速度用圓周速度u表示；流體相對(duì)于葉輪的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其速度用相對(duì)速度w表示； 流體相對(duì)于靜止機(jī)殼的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，其速度用絕對(duì)速度v表示.以上三個(gè)速度

8、矢量組成的矢量圖，稱(chēng)為速度三角形。3.離心式泵與風(fēng)機(jī)當(dāng)實(shí)際流量在有限葉片葉輪中流動(dòng)時(shí)，對(duì)揚(yáng)程（全壓）有何影響？如何修正？答：在有限葉片葉輪流道中，由于流體慣性出現(xiàn)了軸向渦流，使葉輪出口處流體的相對(duì)速度產(chǎn)生滑移，導(dǎo)致?lián)P程(全壓)下降。 一般采用環(huán)流系數(shù)k或滑移系數(shù)來(lái)修正。4.為了提高流體從葉輪獲得的能量，一般有哪幾種方法？最常采用哪種方法？為什么？答：1）徑向進(jìn)入，即；2）提高轉(zhuǎn)速；3）加大葉輪外徑；4）增大葉片出口安裝角。提高轉(zhuǎn)速最有利，因?yàn)榧哟笕~輪外徑將使損失增加，降低泵的效率；提高轉(zhuǎn)速則受汽蝕的限制，對(duì)風(fēng)機(jī)則受噪聲的限制。增大葉片出口安裝角將使動(dòng)能頭顯著增加，降低泵與風(fēng)機(jī)的效率。比較之下，

9、用提高轉(zhuǎn)速來(lái)提高理論能頭，仍是當(dāng)前普遍采用的主要方法。5.泵與風(fēng)機(jī)的能量方程式有哪幾種形式？并分析影響理論揚(yáng)程（全壓）的因素有哪些？答：泵： = 因素：轉(zhuǎn)速；葉輪外徑；密度（影響全壓）、葉片出口安裝角；進(jìn)口絕對(duì)速度角。6.離心式泵與風(fēng)機(jī)有哪幾種葉片形式？為什么離心泵均采用后彎式葉片？答：后彎式、徑向式、前彎式隨葉片出口安裝角的增加，流體從葉輪獲得的能量越大。因此，前彎式葉片所產(chǎn)生的揚(yáng)程最大，徑向式葉片次之，后彎式葉片最小。當(dāng)三種不同的葉片在進(jìn)、出口流道面積相等，葉片進(jìn)口幾何角相等時(shí)，后彎式葉片流道較長(zhǎng)，彎曲度較小，且流體在葉輪出口絕對(duì)速度小。因此，當(dāng)流體流經(jīng)葉輪及轉(zhuǎn)能裝置(導(dǎo)葉或蝸殼)時(shí)，能量

10、損失小，效率高，噪聲低。但后彎式葉片產(chǎn)生的總揚(yáng)程較低，所以在產(chǎn)生相同的揚(yáng)程(風(fēng)壓)時(shí)，需要較大的葉輪外徑或較高的轉(zhuǎn)速。為了高效率的要求，離心泵均采用后彎式葉片，通常為20°30°。1.在泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)有哪幾種機(jī)械能損失？試分析損失的原因以及如何減小這些損失。答：（1）機(jī)械損失：主要包括軸端密封與軸承的摩擦損失及葉輪前后蓋板外表面與流體之間的圓盤(pán)摩擦損失兩部分。軸端密封和軸承的摩擦損失與軸端密封和軸承的結(jié)構(gòu)形式以及輸送流體的密度有關(guān)。這項(xiàng)損失的功率約為軸功率的15，大中型泵多采用機(jī)械密封、浮動(dòng)密封等結(jié)構(gòu)，軸端密封的摩擦損失就更小。圓盤(pán)摩擦損失是因?yàn)槿~輪在殼體內(nèi)的流體中旋轉(zhuǎn)，葉輪兩

11、側(cè)的流體，由于受離心力的作用，形成回流運(yùn)動(dòng)，此時(shí)流體和旋轉(zhuǎn)的葉輪發(fā)生摩擦而產(chǎn)生能量損失。這項(xiàng)損失的功率約為軸功率的2-10，是機(jī)械損失的主要部分。提高轉(zhuǎn)速，葉輪外徑可以相應(yīng)減小，則圓盤(pán)摩擦損失增加較小,甚至不增加，從而可提高葉輪機(jī)械效率（2）容積損失：泵與風(fēng)機(jī)由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間存在間隙，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在間隙兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，因而時(shí)部分由葉輪獲得能量的流體從高壓側(cè)通過(guò)間隙向低壓側(cè)泄露，這種損失稱(chēng)容積損失或泄露損失。容積損失主要發(fā)生在葉輪人口與外殼密封環(huán)之間及平衡裝置與外殼之間。如何減小：為了減少進(jìn)口的容積損失，一般在進(jìn)口都裝有密封環(huán)(承磨環(huán)或口環(huán))，在間隙兩側(cè)壓差相同的情況下，如間隙寬度減

12、小，間隙長(zhǎng)度增加，或彎曲次數(shù)較多，則密封效果較好，容積損失也較小。（3）流動(dòng)損失：流動(dòng)損失發(fā)生在吸入室、葉輪流道、導(dǎo)葉與殼體中。流體和各部分流道壁面摩擦?xí)a(chǎn)生摩擦損失；流道斷面變化、轉(zhuǎn)彎等會(huì)使邊界層分離、產(chǎn)生二次流而引起擴(kuò)散損失；由于工況改變，流量偏離設(shè)計(jì)流量時(shí)，入口流動(dòng)角與葉片安裝角不一致，會(huì)引起沖擊損失。如何減?。簻p小流量可減小摩擦及擴(kuò)散損失，當(dāng)流體相對(duì)速度沿葉片切線(xiàn)流入，則沒(méi)有沖擊損失，總之，流動(dòng)損失最小的點(diǎn)在設(shè)計(jì)流量的左邊。2.為什么圓盤(pán)摩擦損失屬于機(jī)械損失？答：因?yàn)槿~輪在殼體內(nèi)的流體中旋轉(zhuǎn)，葉輪兩側(cè)的流體，由于受離心力的作用，形成回流運(yùn)動(dòng)，此時(shí)流體和旋轉(zhuǎn)的葉輪發(fā)生摩擦而產(chǎn)生能量損失,

13、直接損失了泵與風(fēng)機(jī)的軸功率，因此歸屬于機(jī)械損失。3.功率分為哪幾種？它們之間有什么關(guān)系？答：常用功率分為原動(dòng)機(jī)功率、軸功率和有效功率= = =1.兩臺(tái)幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似條件下，其性能參數(shù)如何按比例關(guān)系變化？答：流量相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其流量之比與幾何尺寸之比的三次方成正比、與轉(zhuǎn)速比的一次方成正比，與容積效率比的一次方成正比。揚(yáng)程相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其揚(yáng)程之比與幾何尺寸比的平方成正比，與轉(zhuǎn)速比的平方成正比，與流動(dòng)效率比的一次方成正比。功率相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其功率之比與幾何尺寸比的五次方

14、成正比，與轉(zhuǎn)速比的三次方成正比，與密度比的一次方成正比，與機(jī)械效率比的一次方成正比。2.當(dāng)一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時(shí)，其揚(yáng)程、流量、功率將如何變化？答：流量 揚(yáng)程 功率1,何謂汽蝕現(xiàn)象？它對(duì)泵的工作有何危害？答：汽泡的形成、發(fā)展和破裂以致材料受到破壞的全部過(guò)程，稱(chēng)為汽蝕現(xiàn)象。危害：（1）材料破壞 （2）噪聲和振動(dòng)（3）性能下降2.為什么要求有一定的幾何安裝高度?在什么情況下出現(xiàn)倒灌高度？答：提高吸水性能，使泵在設(shè)計(jì)工況下工作時(shí)不發(fā)生汽蝕;當(dāng)吸水池液面壓力等于該溫度下液體所對(duì)應(yīng)的飽和壓力Pv時(shí)，出現(xiàn)倒灌高度。3.電廠的給水泵及凝結(jié)水泵為什么都安裝在給水容器的下面？答：給水泵的吸入容器是除氧器，凝結(jié)水

15、泵的吸入容器是凝汽器，除氧器和凝汽器里都是飽和狀態(tài)，即液面壓力等于該溫度下水的飽和壓力。為了避免發(fā)生汽蝕，需采用倒灌高度，因此給水泵及凝結(jié)水泵都安裝在水容器的下面。4.何謂有效汽蝕余量和必需汽蝕余量，二者有何關(guān)系？答：有效汽蝕余量：指泵在吸入口處，單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力（飽和蒸汽壓力）的富余能量。必需汽蝕余量：指液體在泵吸入口的能頭對(duì)壓力最低點(diǎn)處?kù)o壓能頭的富余能頭。二者關(guān)系：當(dāng)（）時(shí)，泵內(nèi)發(fā)生汽蝕；（時(shí)，泵內(nèi)不發(fā)生汽蝕；（）時(shí)，處于臨界狀態(tài)。5產(chǎn)品樣品中提供的允許汽蝕余量是怎樣得到的？答：廠家通過(guò)汽蝕實(shí)驗(yàn)得到臨界汽蝕余量，為保證泵不發(fā)生汽蝕，加一安全量，得允許汽蝕余量。6.為什么目前

16、多采用汽蝕余量來(lái)表示泵的汽蝕性能，而較少用吸上真空高度來(lái)表示？答：因?yàn)槭褂闷g余量時(shí)不需要進(jìn)行換算，特別對(duì)電廠的鍋爐給水泵和凝結(jié)水泵，吸入液面都不是大氣壓力的情況下，尤為方便。同時(shí)汽蝕余量更能說(shuō)明汽蝕的物理概念，因此，目前已較多使用汽蝕余量。7.提高轉(zhuǎn)速后，對(duì)泵的汽蝕性能有何影響？答：對(duì)同一臺(tái)泵來(lái)說(shuō)，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，汽蝕余量隨轉(zhuǎn)速的平方成正比關(guān)系變化，即當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速提高后，必需汽蝕余量成平方增加，泵的抗汽蝕性能大為惡化。8.為什么說(shuō)汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)也是一個(gè)相似特征數(shù)？使用無(wú)因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)有何優(yōu)點(diǎn)？答：因?yàn)槠g比轉(zhuǎn)數(shù)是由流量相似定律和汽蝕相似定律推導(dǎo)而來(lái)的。因此也是一個(gè)相似特征數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：不需要進(jìn)行單位換算

17、。 9.提高泵的抗汽蝕性能可采用那些措施？基于什么原理？答：一、提高泵本身的抗汽蝕性能(1)降低葉輪入口部分流速。一般采用兩種方法：適當(dāng)增大葉輪入口直徑；增大葉片入口邊寬度。也有同時(shí)采用既增大又增大的方法。這些結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變，均應(yīng)有一定的限度，否則將影響泵效率。(2)采用雙吸式葉輪。雙吸式葉輪的必需汽蝕余量是單吸式葉輪的63。(3)增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑,減小局部阻力損失。(4)葉片進(jìn)口邊適當(dāng)加長(zhǎng)。即向吸人方向延伸，并作成扭曲形。(5)首級(jí)葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。2.什么是運(yùn)行工況點(diǎn)？泵的揚(yáng)程與泵裝置揚(yáng)程區(qū)別是什么？?jī)烧哂钟惺裁绰?lián)系？ 答：將泵本身的性能曲線(xiàn)與管路特性曲線(xiàn)按同一比例

18、繪在同一張圖上，則這兩條曲線(xiàn)相交于一點(diǎn)，這點(diǎn)即泵在管路中的工作點(diǎn)。區(qū)別：泵的揚(yáng)程：是提供能量的,隨流量的增加揚(yáng)程降低,曲線(xiàn)下降。裝置揚(yáng)程：管路系統(tǒng)所消耗的能量，隨流量的增加，揚(yáng)程增加，曲線(xiàn)上升。關(guān)系：當(dāng)二者相等時(shí)，泵（風(fēng)機(jī)）穩(wěn)定工作。3.試述泵與風(fēng)機(jī)的串聯(lián)工作和并聯(lián)工作的特點(diǎn)？答：并聯(lián)特點(diǎn)：揚(yáng)程彼此相等，總流量為每臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）輸出流量之和。串聯(lián)特點(diǎn)：流量彼此相等，總揚(yáng)程為每臺(tái)泵（風(fēng)機(jī)）揚(yáng)程之和。4.泵與風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的目的是什么？并聯(lián)后流量和揚(yáng)程（或全壓）如何變化？并聯(lián)后為什么揚(yáng)程會(huì)有所增加？答：（1）泵與風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的目的是保證揚(yáng)程相同時(shí)增加流量。（2）兩臺(tái)泵并聯(lián)后的流量等于各泵流量之和，與各泵單獨(dú)工作時(shí)相比，兩臺(tái)泵并聯(lián)后的總流量小于各泵