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第二章泵与风机的性能功率、损失与效率泵与风机的性能曲线性能曲线的测试方法《泵与风机》§2.1功率、损失与效率一、功率单位时间内做功的能力。《泵与风机》参数名称符号单位计算式泵有效功率PekWρgqvH/1000轴功率PkWρgqvH/1000η=Pe/η原动机输出功率PgkWρgqvH/1000ηηtm=P/ηtm原动机输入功率Pg.inkWρgqvH/1000ηηtmηg=Pg/ηg选择原动机功率PMkWKρgqvH/1000ηηtmηg=KPg.in风机有效功率PekWqvp/1000轴功率PkWqvp/1000η=P/η原动机输出功率PgkWqvp/1000ηηtm=P/ηtm原动机输入功率Pg.inkWqvp/1000ηηtmηg=Pg/ηg《泵与风机》二、损失与效率按能量损失的性质不同分为：机械损失容积损失流动损失《泵与风机》1.机械损失和机械效率当叶轮旋转时，轴与轴承、轴与轴封、叶轮的圆盘摩擦所损失的功率。发生部位:a.轴与轴承及轴端密封的摩擦损失；1%-3%b.叶轮前后盖板外表面与流体之间的圆盘摩擦损失。2%-10%《泵与风机》《泵与风机》轴：穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。《泵与风机》轴承的作用：支撑，用来承轴的。支撑其实质就是能够承担径向载荷。也可以理解为它是用来固定轴的。就是固定轴使其只能实现转动，而控制其轴向和径向的移动。电机没有轴承的后果就是根本不能工作。因为轴可能向任何方向运动，不仅如此，轴承还会影响传动，为了降低这个影响在高速轴的轴承上必须实现良好的润滑。《泵与风机》《泵与风机》联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。《泵与风机》《泵与风机》影响因素：a类损失与轴端密封和轴承的结构形式和输送流体的密度有关。b类损失与雷诺数、相对侧壁间隙B/D2、圆盘外侧面及外壳内侧面的粗糙度有关。注意：这两种损失都与泵（风机）的流量和扬程（全压）无关。《泵与风机》机械损失功率：机械效率：⊿Pm=⊿P+⊿Pdf⊿Pdf=Kρu23D22减小机械损失的措施：降低叶轮与壳体内侧表面的粗糙度；叶轮与壳体的间隙B不要太大。mmPPP《泵与风机》2.容积损失和容积效率发生部位:叶轮入口与外壳密封环之间，平衡轴向力装置间隙和轴封处的间隙。影响因素：主要与泄露量有关。而泄露量与间隙的大小、长度等结构形式有关及间隙两侧的压差有关。《泵与风机》《泵与风机》措施：间隙泄露面积，增大密封间隙的阻力。容积损失功率：⊿Pv容积效率：()mvvTvvmvTvpppgqHqppgqqHqq容积损失的实质是使实际流量小于理论流量。容积效率可以表达为是实际流量与理论流量（吸入叶轮流量）之比。《泵与风机》3.流动损失和流动效率当泵与风机工作时，由于流动着的流体和流道壁面发生摩擦（摩擦损失），流道的几何形状改变时流体运动速度的大小和方向发生变化而产生漩涡（扩散损失），以及当流量偏离设计工况时产生的冲击（冲击损失）等所造成的损失。发生部位:吸入室、叶轮流道，导叶和壳体。《泵与风机》摩擦损失和扩散损失《泵与风机》冲击损失相对速度方向与叶片进口切线方向之间的夹角称为冲角α。《泵与风机》《泵与风机》流动损失功率：⊿Ph流动效率：mvhevvmvmvvTTpppppgqHHppppppgqHH流动损失的实质是使能头下降。流动效率可以表达为是实际能头与理论能头之比。《泵与风机》《泵与风机》二、总效率eemvmmvhmvmpppppppppppppp《泵与风机》1.某台水泵在运行过程中，出现了轴承润滑不良，轴承处的机械摩擦比较严重，转速没有明显变化，这时相应地会出（）。A、流量减小，扬程降低，电动机功率增大；B、流量减小，扬程降低，电动机功率减小；C、流量减小，扬程降低，电动机功率变化不明显；D、流量和扬程不变，电动机功率增大。《泵与风机》2.qvd是无冲击工况的流量，下列叙述正确的是（）A、流量大于qvd时，叶片入口产生正冲击角，冲击旋涡发生在叶片非工作面上；B、流量大于qvd时，叶片入口产生负冲击角，冲击旋涡发生在叶片非工作面上；C、流量大于qvd时，叶片入口产生负冲击角，冲击旋涡发生在叶片工作面上；D、流量大于qvd时，叶片入口产生正冲击角，冲击旋涡发生在叶片工作面上。《泵与风机》三、泵与风机的性能曲线性能曲线是指在一定的转速下（多为额定转速），以流量qv为基本量，其他各参数随流量改变而变化的曲线。泵：qv—H，qv—P，qv—η，qv—汽蚀性能参数风机：qv—p（全压），qv—P，qv—η《泵与风机》其中，qv—H，qv—p（全压）是最主要的性能曲线，它反映着泵与风机能否满足生产过程的需要；qv—P，qv—η反映泵与风机的工作效率和经济性；泵的汽蚀性能曲线反映泵是否会发生汽蚀，是衡量运行可靠性的一种性能曲线。《泵与风机》（一）、离心式泵与风机的性能曲线1.流量与扬程（qv—H）的性能曲线《泵与风机》《泵与风机》《泵与风机》2.流量与功率（qv—P）的性能曲线空载工况《泵与风机》3.流量与效率（qv—η）性能曲线最佳工况点《泵与风机》（二）、离心式泵与风机性能曲线的分析1.概念一个工况点最佳工况点经济工作区或高效工作区空载工况空载条件下启动《泵与风机》2.后弯式叶轮qv—H性能曲线的三种基本形状《泵与风机》（三）、轴流式泵与风机的性能曲线1.不稳定2.启动形式3.高效区窄《泵与风机》四、性能曲线的测试方法（一）常规测试方法1.泵性能测试试验装置《泵与风机》流量的测量扬程的测量掌握扬程的计算方法《泵与风机》总结：1.掌握泵与风机各种功率的定义及利用公式进行计算。2.掌握泵内能量平衡图，三种损失（机械、容积和流动损失）的定义和各自效率的计算。3.掌握泵总效率的计算。4.各种性能曲线的形状。5.了解性能曲线的测试方法。《泵与风机》