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1、泵与风机,北京工业大学 环境工程专业 主讲教师：郭瑾（13401096990）,环境工程专业基础课程-,第1讲,2,学习目的：,泵与风机的设计选型； 泵与风机的运行调节。,3,课程概况：,学时 40 学时（34学时课堂 + 4学时实验 + 2学时随堂考试） 其他参考教材 1.泵与风机（第四版），何川、郭立君主编，中国电力出版社，2008.6 2.流体力学 泵与风机（第二版），周谟人主编，中国建筑工业出版社,4,学习与考核：,考核（第10周）,平时成绩：出勤、作业、课堂习题、实验报告； 最终成绩 = 平时成绩+考试成绩,5,课程内容：,泵与风机概述 （绪论） 泵与风机的叶轮理论 （第1章） 泵与
2、风机的性能 （第2章） 相似理论在泵与风机中的应用 （第3章） 泵的气蚀 （第4章） 泵与风机运行调节 （第5章） 泵与风机选型及泵站设计 （第6章）,6,0.1 泵与风机的定义 0.2 泵与风机的用途 0.3 泵与风机的分类及工作原理 0.4 叶片式泵与风机的主要部件和结构形式 0.5 泵与风机的基本性能参数,绪论 泵与风机概述,7,泵与风机是将原动机（如电动机、内燃机等）提供的机械能转换成流体的压力能和动能，以达到流体定向输运的一种动力设备。,0.1 泵与风机的定义,泵与风机、压缩机、水轮机、汽轮机等属于流体机械（指在流体具有的机械能和机械所做的功之间进行能量转换的机械）。,输送液体的称为
3、泵；输送气体的称为风机（气泵）,定义,8,思考： 1.内燃机、燃气轮机是不是流体机械？ 2.水轮机、风车与泵、风机有什么区别？,逆向,0.1泵与风机的定义,9,水轮机：水的势能-水轮机的机械能-电能,0.1泵与风机的定义,10,风车（风力发电机组）：风力风车动能-电能,0.1泵与风机的定义,11,0.2 泵与风机的用途,城市供排水及废水处理； 农业方面：排涝、灌溉； 采矿工业：坑道的通风及排水； 冶金工业：各种冶炼炉的鼓风以及气体和液体的输送； 石油工业：输油和注水； 化学工业：高温、腐蚀性气体的排送； 一般工业：厂房、车间的通风等。,隧道施工,13,2009年春季学期,14,15,2009年
4、春季学期,汽车制造,18,19,20,地表水源给水工程系统示意图,取水构筑物,一级泵站,水处理构筑物,二级泵站,清水池,输水管,配水管网,水塔,城市供水,22,22,泵房,格栅,二沉池,生物曝气池,沉砂池,2019/4/15,22,初沉池,除砂室,除砂室,鼓风机房,鼓风机房,高碑店污水处理厂,一级处理,二级处理,深度处理,预处理,城市排水-污水的收集、输运、净化,23,耗电量占全国总用电量的30%（泵的耗电量占到20%，风机约占10%）； 我国生产的泵和风机效率能够达到80%-90%，然而，泵与风机在系统中的实际运行效率只有40%左右（发达国家约为50%-70%）。 经济性有待提高！,0.2
5、泵与风机的用途,24,0.3 泵与风机的分类及工作原理,泵按产生的压力分为: 低压泵：压力在 2MPa 以下； 中压泵：压力在 2 一 6MPa ； 高压泵：压力在 6MPa 以上。,按压力分类,风机按产生的风压分为: 通风机：风压小于 15kPa ； 鼓风机：风压在15一 340kPa 以内； 压气机：风压在 340kPa 以上。,25,1.叶片式,2.容积式,离心式,轴流式,混流式,往复式,回转式,活塞泵,柱塞泵,隔膜泵,齿轮泵,螺杆泵风机,滑片泵,罗茨风机,3.其他,0.3 泵与风机的分类及工作原理,按工作原理分类,真空泵,射流泵,水锤泵,26,负压,离心力,特点： 轴向进入 转90 径
6、向流出 流量小、压力大，小流量高扬程的场合,叶片式-离心式泵与风机的工作原理,原理：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。,0.3 泵与风机的分类及工作原理,27,原理：旋转叶片给绕流流体一个轴向推力/升力，使流体获得能量，压能和动能增加，并沿轴向排出。,特点： 轴向进入、轴向流出； 流量大、压力小，适用于大流量低扬程的场合（循环水泵、引送风机）,叶片式-轴流式泵与风机的工作原理,0.3 泵与风机的分类及工作原理,28,原理：流体沿介于轴向与径向之间的圆锥面方向流出叶轮，部分利用叶型升力，部分利用离心力。,叶片式-混流式泵
7、与风机的工作原理,0.3 泵与风机的分类及工作原理,特点： 1.轴向流入，锥面方向流出 2.流量较大、压头较高，介于轴流式与离心式之间,29,柱塞泵：,特点： 流量小不均匀，高压力。,原理：利用工作容积周期性的改变来输送液体，并提高压力。机械借活塞在汽缸内的往复作用使缸内容积反复变化，以吸入和排出流体。,容积式-往复式泵与风机的工作原理,0.3 泵与风机的分类及工作原理,30,容积式-往复式泵与风机的工作原理,0.3 泵与风机的分类及工作原理,活塞泵:,31,容积式-往复式泵与风机的工作原理,0.3 泵与风机的分类及工作原理,隔膜泵：,32,容积式-回转式泵与风机的工作原理,0.3 泵与风机的
8、分类及工作原理,齿轮泵（罗茨风机）：,原理：利用一对或几个特殊形状的回转体在壳体内作旋转运动来输送流体并提高压力。,特点：输送大黏度流体,33,容积式-回转式泵与风机的工作原理,0.3 泵与风机的分类及工作原理,螺杆泵 （螺杆风机）:,34,滑片泵:,容积式-回转式泵与风机的工作原理,0.3 泵与风机的分类及工作原理,原理：依靠偏心转子旋转时泵缸与转子上相邻两叶片间形成的工作容积的变化来输送液体或使之增压。,35,叶片式与容积式泵与风机比较,0.3 泵与风机的分类及工作原理,（1）作用均匀，流量与排出压力无周期性变化; （2）运动件少而简单，不需要分配阀，因此运行可靠; （3）能高速运转，因此
9、可以与高速电动机直接联接; （4）外形尺寸与安装面积比活塞式小，可减少安装费用; （5）运行费用低; （6）调节性能好，可很快适应发生变化的条件。,优点（叶片式）：,缺点（叶片式） ：,（1）流量小而扬程高时，效率较低; （2）起动前大部分叶片泵必须灌液; （3）叶片泵运行时如果吸入空气，特别吸入管路布置不当，或管路漏气，则泵可能中止抽吸或运行。,转速高、流量大、输出流量均匀，在设计工况下效率高,36,原理：星形叶轮偏心装在圆筒形泵壳内，启动前注入一定量的水，叶轮旋转，水受离心力作用被甩向四周形成一个相对于叶轮为偏心的封闭水环。利用叶片与水环内表面形成的周期性扩大与减小的两个月牙形空间，吸入气体并排出气和水（连续补充）。,其他-真空泵（水环式）,0.3 泵与风机的分类及工作原理,37,原理：利用高速射流的抽吸作用来输送流体。流体在喷嘴中将部分压能转变为动能。,其他-喷射泵,0.3 泵与风机的分类及工作原理,38,原理：利用流动中的水被突然制动时所产生的能量，使其中一部分水压升到一定高度的一种泵。,其他-水锤泵,0.3 泵与风机的分类及工作原理,39,2009年春季学期,谢谢各位！,欢迎同学讨论！,