泵與風(fēng)機選型

1、泵與風(fēng)機的選型作業(yè)實訓(xùn)一、選型的定義：選型即用戶根據(jù)使用要求，在泵與風(fēng)機的已有系列產(chǎn)品中選擇一種適用的，而不需另外設(shè)計、制造的泵或風(fēng)機。選型的主要內(nèi)容是確定泵或風(fēng)機的型目、臺數(shù)、規(guī)格，轉(zhuǎn)速以及與之配套的原動機功率。二、選型原則： (1)所選用的泵或風(fēng)機設(shè)計參數(shù)應(yīng)盡可能地靠近它的正常運行工況點，從而使泵或風(fēng)機能長期地在高效率區(qū)運行，以提高設(shè)備長期運行的經(jīng)濟性。 (2)力求選擇結(jié)構(gòu)簡單、體積小，質(zhì)量輕的泵或風(fēng)機。為此，應(yīng)在可能的情況下，盡量選擇高轉(zhuǎn)速。 (3)力求運行時安全可靠，對水泵來說，首先應(yīng)考慮設(shè)備的抗汽蝕性能。另外盡量選泵或風(fēng)機的不具有駝峰 形狀的性能曲線。即使非選具有駝峰性能時，則其運行

2、的工況應(yīng)處于駝峰的右邊區(qū)而且壓頭應(yīng)低于零流量下的壓頭，以利于投入同類設(shè)備的并聯(lián)工作。對于并聯(lián)運行的水泵最好一開始就選下降的qv-H性能曲線。(4)對于有特殊要求的泵或風(fēng)機，除以上要求外，還應(yīng)盡可能地滿足以下要求，如安裝地理位置受限制時應(yīng)考慮體積要小，進出口管路要能配合等。三、選型的已知參數(shù)： (1)根據(jù)實際要求，確定最大流量qvmax和最大揚程Hmax(或風(fēng)壓pmax)，然后分別加上適當(dāng)?shù)陌踩Ａ?，作為選用泵與風(fēng)機的依據(jù)。其裕量的大小，視用途的不同而不同。我國給水泵、鍋爐送引風(fēng)機的流量裕量為最大流量的5一10，揚程或全壓裕量為最大揚程(全壓)的1015，即 qv=（1.051.10） qvma

3、x (4-1) H=（1.051.10） Hmax。 (4-2) 或 p=(1.051.1)pmax (4-3) 式中 qv，H(p)計算流量和計算揚程(全壓)。 (2)被輸送介質(zhì)的溫度t。 (3)被輸送介質(zhì)的密度。(4)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫max。 應(yīng)當(dāng)注意：在設(shè)計規(guī)范中送風(fēng)機的工作參數(shù)是對熱力學(xué)溫度T293K(20)，大氣壓力pamb101325Pa，相對濕度為50，空氣密度1.2kgm3的干凈空氣而言；引風(fēng)機的工作參數(shù)是對熱力學(xué)溫度T473K(200)，大氣壓力pamb101325Pa，氣體密度0.745kgm3，相對濕度為50而言；水泵的設(shè)計參數(shù)則是對熱力學(xué)溫度T293K(20)，液體的密度

4、1000kgm3而言。 若所輸送的流體介質(zhì)不符合上述狀態(tài)時，為了按照設(shè)計規(guī)范來選擇泵或風(fēng)機，必須對流量、風(fēng)壓、功率按下列公式進行換算： 送風(fēng)機計算公式： qv20=qv (44) (45) (46) 引風(fēng)機計算公式： qv200=qv (47) (48) (49) 式中 qv、p、P送風(fēng)機、引風(fēng)機在使用條件下的風(fēng)量、全壓和功率，m3s、Pa、kW； pamb當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ琍a； t使用條件下風(fēng)機進口處的氣體溫度，。 當(dāng)選擇引風(fēng)機時，如果煙氣密度沒有精確的數(shù)據(jù)，則可按下式計算： kg/m3 式中 1.34溫度為273K(0)時煙氣的平均密度，kgm3； T煙氣的熱力學(xué)溫度，K。四、選型方法 （一

5、）、泵的選型方法 泵的選型方法有兩種： 1利用水泵性能表選擇水泵 這種方法適用于水泵結(jié)構(gòu)型式已定的情況下選擇單臺泵。其步驟是： (1)根據(jù)前面敘述的方法，算出計算流量和計算揚程： qv(1.051.10)qvmax m3sH(1.101.15)Hmax m(2)在已定的水泵系列中查找某一型號的泵時，要使計算流量和計算揚程與水泵性能在列出的有代表性(一般為中間一行)的流量、揚程一致?；蛘唠m不一致，但在上下兩行工作范圍內(nèi)，如果有兩種以上型號的泵都滿足計算流量和計算揚程，那就要權(quán)衡利弊，通常選擇ns較高、效率較高、結(jié)構(gòu)尺寸小,質(zhì)量輕的泵。如果在某一型式的性能在中，不能選到合適的型號，則應(yīng)另行選擇或者

6、選定與計算值相接近的泵，通過變徑改造或變速等措施，以改變泵的性能參數(shù)使之符合運行要求。(3)在選定了泵的型號后，要檢查泵在系統(tǒng)中運行時的工作情況?？此诹髁?、揚程變化范圍內(nèi)，泵是否處在最高效率區(qū)附近工作。如果運行工況點偏離最高效率區(qū)，則說明泵在系統(tǒng)中的工作經(jīng)濟性較差，最好另外選型。2利用水泵綜合性能圖選擇水泵水泵綜合性能圖是將型號不同的所有泵的性能曲線的合理的工作范圍(四邊形)表示在一個圖上。這個四邊形是以葉輪切割與不切割的qvH曲線和與設(shè)計點效率相差不大于7的等效率曲線所組成，如圖1所示。曲線12在示葉輪直徑未切割時的qvH曲線；曲線34表示葉輪在允許切割范圍內(nèi)切割后的qvH曲線；曲線13和

7、24均是等效率曲線，它的數(shù)值一般規(guī)定與泵設(shè)計點效率相差不大于7%。選擇的步驟： (1)同前面方法一樣，首先決定計算流量qv和計算揚程H； (2)選定設(shè)備的轉(zhuǎn)速n，算出比轉(zhuǎn)數(shù)ns；(3)根據(jù)ns的大小，決定所選水泵的類型(包括水泵的臺數(shù)和級數(shù))； (4)根據(jù)所選的類型，在該型的水泵綜合性能圖上選取量合適的型號，確定轉(zhuǎn)速、功率、效串和工作范圍； (5)從水泵樣本中查出該臺泵的性能曲線，根據(jù)泵在系統(tǒng)中的運行方式(單臺、并聯(lián)或串聯(lián)運行)，繪出運行方式的工況曲線： (6)根據(jù)泵的管路特性曲線和運行方式的工況曲線，決定該泵在系統(tǒng)中的工況點。如果效率變化的幅度不太大，則選擇就到此為止。否則應(yīng)重復(fù)上述步驟，另

8、選其他型號的泵，直至滿意為止。在要求不太高的系統(tǒng)中，一般一次選定，不再重選。二、風(fēng)機的選型方法風(fēng)機的選型方法有三種；l，風(fēng)機類型、性能曲線選擇風(fēng)機這種方法簡單方便，但不能保證所選風(fēng)機在系統(tǒng)中的最佳工況，其步驟是： (1)根據(jù)運行需要，按式(41)、式(43)決定計算流量qv和計算風(fēng)壓p。 (2)根據(jù)風(fēng)機的用途，如引風(fēng)機，就在常用的引風(fēng)機性能表中查找出合適的型號(含葉輪直徑)、轉(zhuǎn)速和電動機功率，這樣便決定了所選的風(fēng)機。2利用風(fēng)機的選擇曲線圖選擇風(fēng)機這是最常用的一種方法。風(fēng)機的選擇曲線圖是以對數(shù)坐標(biāo)表示的，它把幾何相似但葉輪直徑D2不同的風(fēng)機的風(fēng)壓、風(fēng)量、轉(zhuǎn)速和功率繪在一張圖上以供參考（這種方法涉

9、及到精密選型，在制冷專業(yè)范疇內(nèi)不需要這么高的選型要求，這里略講）。風(fēng)機的工作范圍般規(guī)定為設(shè)計點最高效率的90以上的一區(qū)段。選擇的步驟； (1)按式(41)、式(43)決定計算流量和計算風(fēng)壓。如果輸送的介質(zhì)參數(shù)與常態(tài)狀況不符合，應(yīng)按式(44)或式(45)進行換算。 (2)按照技術(shù)規(guī)范，從安全經(jīng)濟的原則出發(fā)，決定合理運行方式和設(shè)備的臺數(shù)。如果選定兩臺或兩臺以上設(shè)備并聯(lián)運行，則應(yīng)將計算流量除以設(shè)備臺數(shù)，但計算風(fēng)壓保持不變。要考慮，在管道阻力一定的情況下，并聯(lián)后的總流量比各臺單獨運行的流量之和有所減少；如果選定為兩臺或兩臺以上設(shè)備串聯(lián)運行，則應(yīng)使計算流量qv保持不變，而將計算風(fēng)壓除以設(shè)備的臺數(shù)。也應(yīng)考

10、慮，串聯(lián)后總風(fēng)壓有所減少。從而決定單臺設(shè)備所需要的選擇參數(shù)。 (3)由已定的選擇參數(shù)，在風(fēng)機的選擇曲線上作相應(yīng)坐標(biāo)軸的垂線，其交點即可知道所選風(fēng)機的機號、轉(zhuǎn)速和功率。當(dāng)交點不是剛好落在風(fēng)機的性能曲線上，如圖2中1點。通常是滿足風(fēng)量的條件下由垂直線往上找，找出最接近的一條性能曲線上的2點和3點。并由2點和3點所在的性能曲線分別查出其最高效率點時所選風(fēng)機的機號(葉輪直徑D2)、轉(zhuǎn)速和功率再用插入法經(jīng)密度換算，求出該機號在需要參數(shù)狀態(tài)下的功率。然后考慮一定的裕量來選定電動機。電動機的安全系數(shù)，通風(fēng)機采用1.15，引風(fēng)機采用1.30，排粉風(fēng)機采用1.20。根據(jù)上面2、3兩點可選得兩臺風(fēng)機，經(jīng)過權(quán)衡分析

11、，并核查運行工況點是否處于高效區(qū)，一般選取轉(zhuǎn)速較高、葉輪直徑較小、運行經(jīng)濟(風(fēng)機在流量減小時，可較長時期保持高效率)的第3點為所決定的風(fēng)機。3利用風(fēng)機的無因次性能曲線選擇風(fēng)機風(fēng)機的無因次性能曲線可適應(yīng)不同的葉輪外徑和轉(zhuǎn)速，它代表幾何相似和性能完全相似的同類型風(fēng)機的性能曲線，其選擇步驟如下：(1)按運行需要，選擇幾種可用的風(fēng)機型式，由所選類型的設(shè)計點效率(一般為max)查出各類型的流量系數(shù)云和壓力系數(shù)。選擇時可把幾種型式進行列表計算，便于比較和挑選。 (2)由公式 qv=和 p=聯(lián)立解出 式中 qv風(fēng)機計算風(fēng)量，m3s； P風(fēng)機計算風(fēng)壓，Pa； u葉輪圓周速度，ms； p_介質(zhì)的密度，對于常態(tài)狀

12、況的空氣，2012kgm3。由計算出的D2，從已生產(chǎn)的機號中選用一個與D2相近的外徑D2。 (3)由選用的D2，按公式 r/min (411)求得所需轉(zhuǎn)速n，由算出的n值去查已生產(chǎn)的電動機轉(zhuǎn)速n，從中選用一個與n值相近的轉(zhuǎn)速n，即可。(4)由上面所選用的和,按式(410)和式(411)算出需要的、和。 (5)由和所選類型的無因次性能曲線圖。如果由和決定的點落在曲線下面，而且緊靠曲線，即認為合適，否則應(yīng)加大葉輪直徑或轉(zhuǎn)速進行重選。 (6)根據(jù)和查無因次曲線，得。利用公式 KW或直接查曲線查出P。再考慮電動機功率的安全系數(shù)，選用標(biāo)準的電動機。 (7)將各類型風(fēng)機加以比較，選出適合需要的風(fēng)機。改造風(fēng)機時，往往轉(zhuǎn)速已知，這時首先計算比轉(zhuǎn)數(shù)ny。由比轉(zhuǎn)數(shù)ny找出與它相近型號風(fēng)機的無因次性能曲線；由ny查出計算出D2，最后根據(jù)風(fēng)機的空氣動力學(xué)圖，定出風(fēng)機流道各部分的尺寸和形狀。當(dāng)葉輪圓周速度超過120m，時，必須進行強度校核。例：試選一臺水泵。已知qvmax=0.33m3s，管路系統(tǒng)中總損失水頭=40m，吸水池液面到壓水池液面的幾何高度為Hg70m，泵由電動機直接驅(qū)動，輸送常溫清水。解 泵的揚程 Hmax=Hg+70+40=110(m)泵的計