泵与风机课件(10).ppt
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1、华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机主编:吕玉坤主编:吕玉坤泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组4-3离心式泵与风机离心式泵与风机叶片的切割与加长叶片的切割与加长 引引 言言一、切割定律一、切割定律 二、切割方式二、切割方式三、切割定律的应用三、切割定律的应用泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组引引 言言 问题的提出:问题的提
2、出:问题的提出:问题的提出:离心式泵与风机在设计工况及其附近运行,离心式泵与风机在设计工况及其附近运行,一般具有较高的效率。但现场常存在一般具有较高的效率。但现场常存在设备容量过大或过小设备容量过大或过小的问的问题,其原因如下:题,其原因如下:现场改造方法:现场改造方法:现场改造方法:现场改造方法:切割叶轮叶片:切割叶轮叶片:加长叶轮叶片:加长叶轮叶片:流量、扬程(全压)及功率降低;流量、扬程(全压)及功率降低;则反之。则反之。容量过大,调节损失增大;容量过小,不能满足需要。容量过大,调节损失增大;容量过小,不能满足需要。1 选型不选型不当当2 配套性差配套性差3 装置改装置改变变(规格、品种
3、)(规格、品种)泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组一、切割定律一、切割定律 若叶轮叶片切割量较小,则若叶轮叶片切割量较小,则 2y和和 不变,且切割不变,且切割前、后的出口速度三角形相似。前、后的出口速度三角形相似。前提假设:前提假设:前提假设:前提假设:切割前、后性能参数的对应关系:切割前、后性能参数的对应关系:切割前、后性能参数的对应关系:切割前、后性能参数的对应关系:(1)对于中、高比转速的离心泵()对于中、高比转速的离心泵(ns=80350)或叶轮前盘)或叶轮前盘为锥形或弧形
4、的离心式通风机,可认为为锥形或弧形的离心式通风机,可认为 D2b2=,则有,则有:(4-16)或或(4-17)(4-18)泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组一、切割定律一、切割定律 若叶轮叶片切割量较小,则若叶轮叶片切割量较小,则 2y和和 不变,且切割不变,且切割前、后的出口速度三角形相似。前、后的出口速度三角形相似。前提假设:前提假设:前提假设:前提假设:切割前、后性能参数的对应关系:切割前、后性能参数的对应关系:切割前、后性能参数的对应关系:切割前、后性能参数的对应关系:(4-
5、19)或或(4-20)(4-21)(2)对于低比转速的离心泵()对于低比转速的离心泵(ns=3080)或叶轮出口附近或叶轮出口附近的前盘为平直形的离心式通风机的前盘为平直形的离心式通风机,可认为,可认为b2=,则有,则有:泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组一、切割定律一、切割定律 切割前、后性能参数对应关系的本质:切割前、后性能参数对应关系的本质:切割前、后性能参数对应关系的本质:切割前、后性能参数对应关系的本质:对于上述情况对于上述情况(1 1),即认为:即认为:D2b2=,则则
6、切割前、后对应工况切割前、后对应工况切割前、后对应工况切割前、后对应工况点应点应点应点应遵循的规律遵循的规律遵循的规律遵循的规律 :并不是切割前、后运行工况点之间的关系,而是切割前、并不是切割前、后运行工况点之间的关系,而是切割前、后对应工况点之间的关系。后对应工况点之间的关系。或或 对对中高比转速中高比转速的离心泵及的离心泵及叶轮前盘为锥形或弧形叶轮前盘为锥形或弧形的离心式的离心式通风机而言,其切割前、后的对应工况点均在同一条过坐标原通风机而言,其切割前、后的对应工况点均在同一条过坐标原点的切割抛物线上。点的切割抛物线上。对于上述情况对于上述情况(2 2),即认为:即认为:b2=,则如何呢?
7、则如何呢?泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 (1)切割量的限制。叶轮外径的切割应以效率不致大量下)切割量的限制。叶轮外径的切割应以效率不致大量下降为原则,切割量不能太大。降为原则,切割量不能太大。对于离心式通风机对于离心式通风机对于离心式通风机对于离心式通风机,通常,通常 D/D2=7%15%,其中,其中,7%为叶轮前盘为锥形或弧形通风机的切割量,而为叶轮前盘为锥形或弧形通风机的切割量,而 15%为叶轮前盘为叶轮前盘为平直形通风机的切割量。为平直形通风机的切割量。对于离心泵对于离心
8、泵对于离心泵对于离心泵,其允许的,其允许的 Dmax与与ns的关系如表的关系如表4-4所示:所示:表表4-4 4-4 不同比转速离心泵和混流泵的最大切割量不同比转速离心泵和混流泵的最大切割量泵的比转速泵的比转速ns60120200300350350以上以上允许的最大切割量(允许的最大切割量(D2D2 )/D220%15%11%9%7%0效率下降值效率下降值每切割每切割10%效效率下降率下降1%每切割每切割4%效率效率下降下降1%二、切割方式二、切割方式(工作条件及结构工作条件及结构)泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与
9、风机课程组流体力学及泵与风机课程组 离心式通风机离心式通风机离心式通风机离心式通风机经常采用加长叶片的方法经常采用加长叶片的方法。叶片的加长一般。叶片的加长一般按原方向,保持按原方向,保持 2y不变,若加长量在不变,若加长量在 5%以内,应采用一次加以内,应采用一次加长(长(叶轮强度叶轮强度)。)。(2)分次切割、一次加长的原则。一般分)分次切割、一次加长的原则。一般分 23 次切割,以次切割,以防防切割过量切割过量致使泵与风机的出力不够致使泵与风机的出力不够。离心泵离心泵离心泵离心泵通常只采用切割的方法通常只采用切割的方法。二、切割方式二、切割方式 应应适适当当放放大大蜗蜗舌舌和和叶叶轮轮间
10、间的的间间隙隙。间间隙过小隙过小(噪声(噪声,效率,效率););电动机是否过载、需要更换的问题。电动机是否过载、需要更换的问题。同时还应考虑:同时还应考虑:图图4-24 蜗舌蜗舌间隙间隙放大放大泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组 (3)叶片切割后,应对叶轮进行动、静平衡试验。)叶片切割后,应对叶轮进行动、静平衡试验。二、切割方式二、切割方式 对于离心通风机对于离心通风机:一种是前盖和后盘一起切割;另一种只:一种是前盖和后盘一起切割;另一种只切割叶片,不切割盖、盘。切割叶片,不切割盖、
11、盘。对于混流泵对于混流泵:把前后盖板切割成不同直径。:把前后盖板切割成不同直径。图图4-25 混流泵叶轮车削方式混流泵叶轮车削方式(a)斜车削;(斜车削;(b)平行车削)平行车削 对于分段式多级离心泵对于分段式多级离心泵,切割时应切割时应保留其前、后盖板,只切割叶片。保留其前、后盖板,只切割叶片。以避以避免因导叶内径和叶轮外径之间的间隙过免因导叶内径和叶轮外径之间的间隙过大而导致泵的效率下降。大而导致泵的效率下降。(4)叶片切割中前盖和后盘的处理问题:)叶片切割中前盖和后盘的处理问题:泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵
12、与风机课程组流体力学及泵与风机课程组三、切割定律的应用三、切割定律的应用 【例例 4-1】某某输输送送常常温温水水的的单单级级单单吸吸离离心心泵泵在在转转速速 n=2900r/min时时的的性性能能参参数数如如下下表表。管管路路性性能能曲曲线线方方程程为为:Hc=20+78000qV2,m;式式中中qV的的单单位位为为m3/s。泵的叶轮外径。泵的叶轮外径D2=162mm,水的密度,水的密度=1000/m3。求:。求:q qV V10103 3(mm3 3/s/s)0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111HH(mm)33.833.834.734.7353534
13、.634.633.433.431.731.729.829.827.427.424.824.821.821.818.518.51515 (%)0 027.527.5434352.552.558.558.562.562.564.564.5656564.564.5636359595353(1)此泵系统的最大流量及相应的轴功率;)此泵系统的最大流量及相应的轴功率;(2)当若拟通过切割叶轮方式达到实际所需的最大流量)当若拟通过切割叶轮方式达到实际所需的最大流量qV=610-3 m3/s,问切割后叶轮直径问切割后叶轮直径D2 为多少?为多少?(3)设切割后对应工况泵效率不变,采用切割叶轮方式比采用出口节流
14、)设切割后对应工况泵效率不变,采用切割叶轮方式比采用出口节流调节能节约多少轴功率?调节能节约多少轴功率?【解解】在坐标图上,作出在坐标图上,作出泵性能曲线泵性能曲线 H-qV 和管路性能曲线和管路性能曲线Hc-qV,其交,其交点点 M 即为运行工况点即为运行工况点(如图所示),(如图所示),其流量即为泵系统最大流量其流量即为泵系统最大流量qVmax,即,即泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组MM(q qV V ,HH,)=(7.9=(7.9 1010-3-3mm3 3/s,24.8m,
15、/s,24.8m,64.5%)64.5%)则相应的轴功率为则相应的轴功率为 求泵系统最大流量为求泵系统最大流量为 6 10-3 m3/s 时时的叶轮直径的叶轮直径D2。切割叶轮后管路性能曲。切割叶轮后管路性能曲线不变线不变,故其运行工况点必在管路性能曲线上,即在流量为故其运行工况点必在管路性能曲线上,即在流量为qV=6 10-3m3/s这一点这一点M 上。上。从图中可以读出:从图中可以读出:MM (q qV V,H H)=(6)=(6 1010-3-3mm3 3/s/s,22.8m)22.8m),但点但点M 与与M点不是切割前、后的对应点,故需求出在点不是切割前、后的对应点,故需求出在H-qV
16、 上(即上(即D2=162mm 时的性能曲线上)与时的性能曲线上)与M 点的对应工况点。该离心泵的比转速点的对应工况点。该离心泵的比转速ns为为 三、切割定律的应用三、切割定律的应用泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组属于中、高比转速离心泵,对应工况点属于中、高比转速离心泵,对应工况点均在切割抛物线上,过均在切割抛物线上,过M 点的切割抛物点的切割抛物线为线为 在图上作切割抛物线与泵性能曲线交于在图上作切割抛物线与泵性能曲线交于A点,点,则则M 点与点与A 点为切割前、点为切割前、后的
17、对应点。后的对应点。从图可读出:从图可读出:A A(q qV V ,HH,)=(6.76.7 1010-3-3mm3 3/s/s,28m28m,65%65%),由切割定律可得由切割定律可得(mm)或或(mm)其误差由图解法作图和读数误差产生,现取其误差由图解法作图和读数误差产生,现取D2=146mm。现比较切割叶轮法和出口节流调节法使现比较切割叶轮法和出口节流调节法使qV=6 10-3m3/s时各自的轴功率。时各自的轴功率。三、切割定律的应用三、切割定律的应用泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与
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