相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

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1、第三章相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用第一節(jié)相似條件第二節(jié)相似定律第三節(jié)相似定律的特例第四節(jié)比轉(zhuǎn)速第五節(jié)無因次性能曲線第六節(jié)通用性能曲線相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中要解決的問題①新產(chǎn)品實(shí)型設(shè)計(jì)→模型設(shè)計(jì)：小模型代替大產(chǎn)品?；囼?yàn)②產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)：利用優(yōu)良的模型作相似設(shè)計(jì)或?；O(shè)計(jì)；③工程運(yùn)行問題：第一節(jié)相似條件幾何相似：模型m與原型P對應(yīng)幾何尺寸成比例，比值相等對應(yīng)安裝角相等葉片數(shù)相等運(yùn)動相似條件速度三角形相似對應(yīng)速度方向相同，大小成同一比例對應(yīng)角相等動力相似條件相似條件：對應(yīng)點(diǎn)上的同名力方向相同，大小成同一比例流體受力：慣性力；黏性力；重力；

2、壓力完全滿足動力相似條件困難主導(dǎo)力：慣性力和黏性力Re數(shù)為相似準(zhǔn)則數(shù)簡化后的相似條件：模型與原型的Re數(shù)相等Re＞105自?；詣訚M足動力相似第二節(jié)相似定律相似工況：滿足流動相似的工況滿足運(yùn)動相似和動力相似相似定律：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)在相似工況下運(yùn)行主要性能參數(shù)間的關(guān)系流量相似關(guān)系流量相似關(guān)系為若幾何相似，則排擠系數(shù)相等，即運(yùn)動相似流量相似關(guān)系幾何相似機(jī)泵與風(fēng)機(jī)，在相似的工況下，其流量與葉輪直徑的三次方、轉(zhuǎn)速及容積效率的一次方成正比揚(yáng)程相似關(guān)系泵揚(yáng)程相似工況下有若運(yùn)動相似揚(yáng)程相似關(guān)系對風(fēng)機(jī)全壓p=?gH幾何相似機(jī)泵與風(fēng)機(jī)，在

3、相似的工況下運(yùn)行，其全壓與葉輪直徑比和轉(zhuǎn)速比的平方、與流動效率和流體密度的一次方成正比功率相似關(guān)系軸功率相似工況下幾何相似機(jī)泵與風(fēng)機(jī)，在相似的工況下，其軸功率與流體密度的一次方、葉輪直徑五次方、轉(zhuǎn)速的三次方成正比；與機(jī)械效率的一次方成反比。效率相同時的相似定律第三節(jié)相似定律的特例★轉(zhuǎn)速n變化時性能參數(shù)的換算—比例定律兩臺相同的泵與風(fēng)機(jī)，或同一臺泵與風(fēng)機(jī)輸送相同流體不同轉(zhuǎn)速★改變幾何尺寸時各參數(shù)的變化兩臺相似的泵與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速相同輸送相同流體★變密度?時性能參數(shù)的換算同一臺泵相同轉(zhuǎn)速輸送不同流體幾個例題【例4-1】現(xiàn)有Y9-6.3(3

4、5)-12№10D型鍋爐引風(fēng)機(jī)一臺，銘牌參數(shù)為：n0=960r/min，p0=1589Pa，qV0=20000m3/h，?=60%，配用電機(jī)功率22kW?，F(xiàn)用此風(fēng)機(jī)輸送20℃的清潔空氣，轉(zhuǎn)速不變，聯(lián)軸器傳動效率?tm=0.98。求在新工作條件下的性能參數(shù)，并核算電機(jī)是否能滿足要求?！窘狻垮仩t引風(fēng)機(jī)銘牌參數(shù)是以大氣壓10.13×104Pa，介質(zhì)溫度為200℃條件下提供的。這時空氣的密度為?0=0.745㎏/m3，當(dāng)輸送20℃空氣時，?20=1.2㎏/m3，故工作條件下風(fēng)機(jī)的參數(shù)為：電動機(jī)的配套功率為（安全系數(shù)取K=1.15）：幾個

5、例題【例4-2】已知某電廠的鍋爐送風(fēng)機(jī)用960r/min的電機(jī)驅(qū)動時，流量qV1=261000m3/h，全壓p1=6864Pa，需要的軸功率為P=570kW。當(dāng)流量減小到qV2=158000m3/h時，問這時的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？相應(yīng)的軸功率、全壓又是多少？設(shè)空氣密度不變。【解】由（1-108）式得：按照現(xiàn)有電機(jī)的檔次，取n2=580r/min，則：第四節(jié)比轉(zhuǎn)速一泵的比轉(zhuǎn)速ns我國采用的比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速我國泵與風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速用ny表示，與泵的比轉(zhuǎn)速的性質(zhì)完全相同將揚(yáng)程改為全壓p20：常態(tài)進(jìn)氣狀態(tài)下(t=20℃,pamb=

6、101.3×103Pa)風(fēng)機(jī)的全壓關(guān)于比轉(zhuǎn)速的幾點(diǎn)說明（1）比轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速有關(guān)，但不應(yīng)當(dāng)被理解為轉(zhuǎn)速的概念，而是比較泵或風(fēng)機(jī)型式的一個相似準(zhǔn)則數(shù)。（2）同一臺泵與風(fēng)機(jī)有很多工況點(diǎn)，則有不同的比轉(zhuǎn)速以最佳工況點(diǎn)的比轉(zhuǎn)速作用為相似準(zhǔn)則的比轉(zhuǎn)速（3）兩臺幾何相似的泵或風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行比轉(zhuǎn)速必然相等；反過來，兩臺比轉(zhuǎn)速相等的泵或風(fēng)機(jī)不一定相似；因此，同一比轉(zhuǎn)速的泵與風(fēng)機(jī)可以設(shè)計(jì)成不同型式。不同結(jié)構(gòu)型式泵與風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速定義比轉(zhuǎn)速以單吸單級葉輪為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)不同時計(jì)算注意：1）雙吸單級泵2）單吸多級泵3）多級泵第一級為雙吸葉輪無量綱比轉(zhuǎn)速比

7、轉(zhuǎn)速的量綱m3/4s-3/2無量綱比轉(zhuǎn)速國際標(biāo)準(zhǔn)的型式數(shù)K即風(fēng)機(jī)非常態(tài)進(jìn)氣時的比轉(zhuǎn)速常態(tài)進(jìn)氣狀態(tài)下：t=20℃,pamb=101.3×103Pa非常態(tài)進(jìn)氣：常態(tài)密度非常態(tài)下的比轉(zhuǎn)速四、比轉(zhuǎn)速的應(yīng)用用比轉(zhuǎn)速對泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行分類比轉(zhuǎn)速增加：流量增加、揚(yáng)程減小D2/D0減小防止二次回流，出口邊傾斜出口寬度增加比轉(zhuǎn)速與葉輪及性能曲線五、比轉(zhuǎn)速對性能曲線的影響qv-H比轉(zhuǎn)速大，曲線更陡qv-P比轉(zhuǎn)速變大，曲線斜率由正向負(fù)變化qv-η比轉(zhuǎn)速變大，曲線更陡第五節(jié)無因次性能曲線相似的泵與風(fēng)機(jī)，具有相似的性能曲線一無因次性能參數(shù)流量系數(shù)壓力系數(shù)功率

8、系數(shù)效率二無因次性能曲線(1)試驗(yàn)獲得性能參數(shù)(2)計(jì)算無因次性能參數(shù)(3)繪制無因次性能曲線第六節(jié)通用性能曲線1通用性能曲線把一臺泵與風(fēng)機(jī)在各種不同轉(zhuǎn)速下的性能曲線繪制在一張圖上所得到的曲線2通用性能曲線的繪制(1)試驗(yàn)繪制通用性能曲線(2)理論繪制通用性能曲