第 一節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的部件結(jié)構(gòu)
一） 離心泵的主要部件
盡管離心泵型號(hào)繁多，但由于作用原理基本相同，因而它們的主要部件大體類同?，F(xiàn)在分別介紹如下：
1、葉輪（impeller）
葉輪是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能傳遞給液體，提高液體能量的核心部件。葉輪有開式（open impeller）、半開式（semi-open impeller）及閉式葉輪（closed impeller）三種，如圖所示。開式葉輪沒有前盤和后盤而只有葉片，多用于輸送含有雜質(zhì)的液體，如污水泵的葉輪就是采用開式葉輪的。半開式葉輪只設(shè)后盤。閉式葉輪既有前盤也有后盤。單級(jí)單吸清水離心泵的葉輪都是閉式葉輪。離心泵的葉輪都采用后向葉型；葉輪的運(yùn)行方式：（以開式為例）

2、軸和軸承（shaftbearing）
軸是傳遞扭矩的主要部件。軸徑按強(qiáng)度、剛度及臨界轉(zhuǎn)速定。中小型離心泵剛度和臨界轉(zhuǎn)速確定多采用水平軸，葉輪滑配在軸上，葉輪間距離用軸套定位。近代大型泵則采用階梯軸，不等孔徑的葉輪用熱套法裝在軸上，并利用漸開線花鍵代替過去的短鍵。此種方法，葉輪與軸之間沒有間隙，不致使軸間竄水和沖刷，但拆裝困難。

軸承一般包括兩種形式:滑動(dòng)軸承（Sleeve bearing）和滾動(dòng)軸承（Ball bearing）。
滑動(dòng)軸承用油潤(rùn)滑。一種潤(rùn)滑系統(tǒng)包括一個(gè)貯油池和一個(gè)油環(huán)，后者在軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在軸表面形成一個(gè)油層使油和油層不直接接觸。另一種系統(tǒng)就是利用浸滿油的填料包來潤(rùn)滑。大功率的泵通常要用專門的油泵來給軸承送油。
滾動(dòng)軸承通常用冷凍油潤(rùn)滑，有些電機(jī)軸承是密封而不能獲得潤(rùn)滑的。滾動(dòng)軸承通常用于小型泵。較大型泵可能即有滑動(dòng)軸承又有滾動(dòng)軸承。而滑動(dòng)軸承由于運(yùn)行噪音低而被推薦用于大型泵。
3、吸入室（ suction room）
離心泵吸入管法蘭至葉輪進(jìn)口前的空間過流部分稱為吸入室。其作用為在最小水力損失下，引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)口處的流速盡可能均勻的分布。
按結(jié)構(gòu)吸入室可分為直錐角吸入室、彎管形吸入室、環(huán)形吸入室、半螺旋形吸入室?guī)追N：
1）直錐形吸入室 這種形式的吸入室水力性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。液體在直錐形吸入室內(nèi)流動(dòng)，速度逐漸增加，因而速度分布更趨向均勻。直錐形吸入室的錐度約7o～8o。這種形式的吸入室廣泛應(yīng)用于單級(jí)懸臂式離心水泵上。
2）彎管形吸入室 圖所示，是大型離心泵和大型軸流泵經(jīng)常采用的形式，這種吸入室在葉輪前都有一段直錐式收縮管，因此，它具有直錐形吸入室的優(yōu)點(diǎn)。
3）環(huán)形吸入室 圖所示，吸入室各軸面內(nèi)的斷面形狀和尺寸均相同。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)對(duì)稱、簡(jiǎn)單、緊湊，軸向尺寸較小。缺點(diǎn)是存在沖擊和旋渦，并且液流速度分布不均勻。環(huán)形吸入室主要用于節(jié)段式多級(jí)泵中。
4）半螺旋形吸入室，主要用于單級(jí)雙吸離心泵、水平中開式多級(jí)泵、大型的節(jié)段式多級(jí)泵及某些單級(jí)懸臂泵上。半螺旋形吸入室可使液體流動(dòng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，繞泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，致使液體進(jìn)入葉輪吸入口時(shí)速度分布更均勻，但因進(jìn)口預(yù)旋會(huì)致使泵的揚(yáng)程略有降低，其降低值與流量是成正比的。
相比較而言，直錐形吸入室使用最為普遍。
4、機(jī)殼（casing）
機(jī)殼收集來自葉輪的液體，并使部分流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，最后將流體均勻地引向次級(jí)葉輪或?qū)蚺懦隹?。機(jī)殼結(jié)構(gòu)主要有螺旋形和環(huán)形兩種。螺旋形壓水室不僅起收集液體的作用，同時(shí)在螺旋形的擴(kuò)散管中將部分液體動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓能。螺旋形壓水室具有制造方便，效率高的特點(diǎn)。它適用于單級(jí)單吸、單級(jí)雙吸離心泵以及多級(jí)中開式離心泵。單級(jí)離心式泵的機(jī)殼大都為螺旋形蝸式機(jī)殼。環(huán)形壓水室如圖所示，在節(jié)段式多級(jí)泵的出水段上采用。環(huán)形壓水室的流道斷面面積是相等的，所以各處流速就不相等。因此，不論在設(shè)計(jì)工況還是非設(shè)計(jì)工況時(shí)總有沖擊損失，故效率低于螺旋形壓水室。有些機(jī)殼內(nèi)還設(shè)置了固定的導(dǎo)葉，就是所謂的導(dǎo)葉式機(jī)殼。
5、密封裝置（sealing instrument）
密封裝置主要用來防止壓力增加時(shí)流體的泄漏。密封裝置有很多種類型，用得最多的是填料式密封和機(jī)械式密封。
填料密封是將一些松軟的填料用一定壓力壓緊在軸上達(dá)到密封目的。填料在使用一段時(shí)間后會(huì)損壞，所以需要定期檢查和置換。這種密封形式使用中有小的泄漏是正常且有益的。
而機(jī)械密封裝置有兩個(gè)硬質(zhì)且光滑的表面，一個(gè)靜態(tài)一個(gè)旋轉(zhuǎn)。這種密封裝置可以達(dá)到很好的密封要求，但他們不能用于含雜質(zhì)流體輸送系統(tǒng)，因?yàn)槠涔饣砻鏁?huì)被破環(huán)而失去密封作用。這種密封裝置在液體循環(huán)系統(tǒng)中非常普遍，因?yàn)樗恍枰S護(hù)運(yùn)行很多年。
傳統(tǒng)的平墊密封裝置
（二） 軸流泵的主要部件
軸流泵的特點(diǎn)是流量大，揚(yáng)程低。其主要部件有：葉輪、軸、導(dǎo)葉、吸入喇叭管等，現(xiàn)分述如下。
1．葉輪
葉輪的作用與離心泵一樣，將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的壓力能和動(dòng)能。它由葉片、輪轂和動(dòng)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。葉片多為機(jī)翼型，一般為4～6片。輪轂用來安裝葉片和葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。輪轂有圓錐形、圓柱形和球形三種。小型軸流泵（葉輪直徑300mm以下）的片和輪轂鑄成一體，葉片的角度不是固定的，亦稱固定葉片式軸流泵。中型軸流泵（葉輪直徑300mm以上）一般采用半調(diào)節(jié)式葉輪結(jié)構(gòu)，即葉片靠螺母和定位銷釘固定在輪轂上，葉片角度不能任意改變，只能按各銷釘孔對(duì)應(yīng)的葉片角度來改變，故稱半調(diào)節(jié)式軸流泵。大型軸流泵（葉輪直徑在1600mm以上），一般采用球形輪轂，把動(dòng)葉可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)裝于輪轂內(nèi)，靠液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)葉片角度，故稱動(dòng)葉可調(diào)節(jié)式軸流泵。
2．軸
對(duì)于大容量和葉片可調(diào)節(jié)的軸流泵，其軸均用優(yōu)質(zhì)碳素鋼做成空心，表面鍍鉻，既減輕軸的質(zhì)量又便于裝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
3．導(dǎo)葉
軸流泵的導(dǎo)葉一般裝在葉輪出口側(cè)。導(dǎo)葉的作用是將流出葉輪的水流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗堋?br/>4．吸入管
吸入管與離心泵吸入室的作用相同。中小型軸流泵多用喇叭形吸入管；大型軸流泵多采用肘形吸入流道。
（三）、混流泵
混流泵內(nèi)液體的流動(dòng)介于離心泵和軸流泵之間，液體斜向流出葉輪，即液體的流動(dòng)方向相對(duì)葉輪而言即有徑向速度，也有軸向速度。其特性介于離心泵和軸流泵之間。
混流泵具有渦殼式和導(dǎo)葉式兩種。如左圖所示為單級(jí)、單吸、立式結(jié)構(gòu)的可潛式蝸殼混流泵，適用于輸送清水或物理及化學(xué)性質(zhì)類似于水的其他液體 （包括輕度污水）。被輸送介質(zhì)溫度不超過50℃。也可用于農(nóng)田排灌、市政工程、工業(yè)過程水處理、電廠輸送循環(huán)水、城市給排水等多種領(lǐng)域，使用范圍十分廣泛。
如圖右所示為單級(jí)、導(dǎo)葉混流式潛水泵，適用于抽送清水或在輕度污水場(chǎng)合下使用，輸送介質(zhì)溫度不超過50℃。本泵為機(jī)泵合一的結(jié)構(gòu)，可潛入水中運(yùn)行，故可在水位變化大，揚(yáng)程較高的工況下工作，特別適用于城市排水、市政建設(shè)、工礦、船塢升降水位以及水位漲落大的江湖地區(qū)農(nóng)田排灌之用。

可潛式蝸殼混流泵	導(dǎo)葉混流式潛水泵

二、風(fēng)機(jī)主要部件
（一）離心式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)
離心式風(fēng)機(jī)輸送氣體時(shí)，一般的增壓范圍在9.807Kpa（1000mH2O）以下根據(jù)增壓大小，離心風(fēng)機(jī)又可分為：
1）低壓風(fēng)機(jī)：增壓值小于l000Pa（約100mmH2））；
2）中壓風(fēng)機(jī)：增壓值自l000至3000Pa（約100至300mmH2O）
3）高壓風(fēng)機(jī)：增壓值大于3000Pa（約300mmH2O以上）。
低壓和中壓風(fēng)機(jī)大都用于通風(fēng)換氣，排塵系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。高壓風(fēng)機(jī)則用于一般鍛冶設(shè)備的強(qiáng)制通風(fēng)及某些氣力輸送系統(tǒng)。
我國(guó)還生產(chǎn)許多專門用于排塵、輸送煤鍋爐引排酸霧和防腐的各種專用風(fēng)機(jī)。
最近國(guó)內(nèi)又推出了一種外轉(zhuǎn)子離心風(fēng)機(jī)，它相當(dāng)于將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子固定，定子直接嵌裝于風(fēng)機(jī)葉輪而轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就把電機(jī)裝入風(fēng)機(jī)機(jī)殼內(nèi)了。
根據(jù)用途不同，風(fēng)機(jī)各部件的具體構(gòu)造也有所不同，分別介紹如下
1、吸入口和進(jìn)氣箱
吸入口可分圓筒式、錐筒式和曲線式數(shù)種。吸入口有集氣的作用，可以直接在大氣中采氣，使氣流以損失最小的方式均勻流入機(jī)內(nèi)。某些風(fēng)機(jī)的吸入口與吸氣管道用法蘭直接連接。
進(jìn)氣箱的作用是當(dāng)進(jìn)風(fēng)口需要轉(zhuǎn)彎時(shí)才采用的，用以改善進(jìn)口氣流流動(dòng)狀況，減少因氣流不均勻進(jìn)入葉輪而產(chǎn)生的流動(dòng)損失。進(jìn)氣箱一般用在大型或雙吸入的風(fēng)機(jī)上。
2、葉輪
葉輪的構(gòu)造曾在前面泵的主要部件中有所介紹。如前所述，它由前盤、后盤、葉片和輪轂所組成。還曾指出葉片可分為前向、徑向和后向三種類型。
防爆風(fēng)機(jī)是由有色金屬制成的，防腐風(fēng)機(jī)則以塑料板材為材料。
3、機(jī)殼
中壓與低壓離心式風(fēng)機(jī)的機(jī)殼一般是阿基米德螺線狀的。它的作用是收集來自葉輪的氣體，并將部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)換為靜壓，最后將氣體導(dǎo)向出口。
機(jī)殼的出口方向一般是固定的。但新型風(fēng)機(jī)的機(jī)殼能在一定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)用戶對(duì)出口方向的不同需要。
4、導(dǎo)流器
導(dǎo)流器又稱為進(jìn)口風(fēng)量調(diào)節(jié)器。在風(fēng)機(jī)的入口處一般都裝置有導(dǎo)流器。運(yùn)行時(shí)，通過改變導(dǎo)流器葉片的角度（開度）來改變風(fēng)機(jī)的性能，擴(kuò)大工作范圍和提高調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性。
（二）軸流式風(fēng)機(jī)的主要部件
軸流式風(fēng)機(jī)的主要部件有：葉輪、集風(fēng)器、整流罩、導(dǎo)葉和擴(kuò)散筒等。如圖2-19所示。近年來，大型軸流式風(fēng)機(jī)還裝有調(diào)節(jié)裝置和性能穩(wěn)定裝置。
1．葉輪
葉輪由輪轂和葉片組成，其作用和離心式葉輪一樣，是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件。
輪轂的作用是用以安裝葉片和葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的，其形狀有圓錐形、圓柱形和球形三種。
葉片多為機(jī)翼形扭曲葉片。葉片做成扭曲形，其目的是使風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)工況下，沿葉片半徑方向獲得相等的全壓。為了在變工況運(yùn)行時(shí)獲得較高的效率，大型軸流風(fēng)機(jī)的葉片一般做成可調(diào)的，即在運(yùn)行時(shí)根據(jù)外界負(fù)荷的變化來改變?nèi)~片的安裝角。如上海鼓風(fēng)機(jī)廠與西德TLT公司聯(lián)合制造的TLT型送引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)均是動(dòng)葉可調(diào)的。
2．集風(fēng)器
集風(fēng)器的作用是使氣流獲得加速，在壓力損失最小的情況下保證進(jìn)氣速度均勻、平穩(wěn)。
集風(fēng)器的好壞對(duì)風(fēng)機(jī)性能影響很大，與無集風(fēng)器的風(fēng)機(jī)相比，設(shè)計(jì)良好的集風(fēng)器風(fēng)機(jī)效率可提高10％～15％。集風(fēng)器一般采用圓弧形。
3．整流罩和導(dǎo)流體
為了獲得良好的平穩(wěn)進(jìn)氣條件，在葉輪或進(jìn)口導(dǎo)葉前裝置與集風(fēng)器相適應(yīng)的整流罩，以構(gòu)成軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)口氣流通道。
4．導(dǎo)葉
軸流式風(fēng)機(jī)設(shè)置導(dǎo)葉有幾種情形：①葉輪前僅設(shè)置前導(dǎo)葉，②葉輪后僅設(shè)置后導(dǎo)葉，③葉輪前后均設(shè)置有導(dǎo)葉。
前導(dǎo)葉的作用是使進(jìn)入風(fēng)機(jī)前的氣流發(fā)生偏轉(zhuǎn)，把氣流由軸向引為旋向進(jìn)入，且大多數(shù)是負(fù)旋向（即與葉輪轉(zhuǎn)向相反），這樣可使葉輪出口氣流的方向?yàn)檩S向流出。
后導(dǎo)葉在軸流式風(fēng)機(jī)中應(yīng)用最廣。氣體軸向進(jìn)入葉輪，從葉輪流出的氣體絕 對(duì)速度有一定旋向，經(jīng)后導(dǎo)葉擴(kuò)壓并引導(dǎo)后，氣體以軸向流出。
5．?dāng)U散筒（difusser section）
擴(kuò)散筒的作用是將后導(dǎo)葉出來的氣流動(dòng)壓部分進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為靜壓，以提高風(fēng)機(jī)靜壓。
6．性能穩(wěn)定裝置
近年來，大型軸流風(fēng)機(jī)上加裝了性能穩(wěn)定裝置，又稱KSE裝置（該裝置由前蘇聯(lián)的伊凡諾夫發(fā)明）。這種性能穩(wěn)定裝置主要是用來抑制葉輪邊緣流體失速倒流而產(chǎn)生的不穩(wěn)定現(xiàn)象的。
第二節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的葉輪理論
一、 離心泵與風(fēng)機(jī)的葉輪理論
離心泵與風(fēng)機(jī)是由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪上的葉片就對(duì)流體做功，從而使流體獲得壓能及動(dòng)能。因此，葉輪是實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體能量的主要部件。
（一）流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)及速度三角形
為討論葉輪與流體相互作用的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，首先要了解流體在葉輪內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，由于流體在葉輪內(nèi)的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，為此作如下假設(shè)：①葉輪中葉片數(shù)為無限多且無限薄，即流體質(zhì)點(diǎn)嚴(yán)格地沿葉片型線流動(dòng)，也就是流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片的外形曲線相重合；②為理想流體，即無粘性的流體，暫不考慮由粘性產(chǎn)生的能量損失；⑧流體作定常流動(dòng)。
流體在葉輪中除作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)還從葉輪進(jìn)口向出口流動(dòng)，因此流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)是一種復(fù)合運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)葉輪帶動(dòng)流體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體具有圓周運(yùn)動(dòng)（牽連運(yùn)動(dòng)）。其運(yùn)動(dòng)速度稱為圓周速度，其方向與圓周切線方向一致，大小與所在半徑r及轉(zhuǎn)速n有關(guān)。流體沿葉輪流道的運(yùn)動(dòng)，稱為相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度稱為相對(duì)速度，其方向?yàn)槿~片的切線方向、大小與流道及流道形狀相關(guān)。流體相對(duì)靜止機(jī)殼的運(yùn)動(dòng)，稱為絕 對(duì)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度稱絕 對(duì)速度，它是以上兩個(gè)速度的向量和 。
（三）離心式葉輪葉片型式
一般葉片的型式有以下三種：
葉片的彎曲方向與葉掄的旋轉(zhuǎn)方向相反，稱為后彎式葉片。
葉片的出口方向?yàn)閺较?，稱徑向式葉片。
葉片的彎曲方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相同，稱為前彎式葉片。
前彎式葉片產(chǎn)生的能頭最 大，徑向式次之，后彎式最小。
對(duì)流體所獲得的能量中動(dòng)能和壓能所占比例的大小比較可知：后彎式葉片時(shí)，流體所獲得的能量中，壓能所占的比例大于動(dòng)能；徑向式葉片做功時(shí)，壓能和動(dòng)能各占總能的一般；前彎式葉片做功時(shí),總能量中動(dòng)能所占的比例大于壓能。
那么，對(duì)離心泵而言，為什么一般均采用后彎式葉片，而對(duì)風(fēng)機(jī)則可根據(jù)不同情況采用三種不同的葉片形式，其原因如下：
由以上分析可知，在轉(zhuǎn)速n、葉輪外徑D2、流量qv（qv＝A ）及入口條件均相同的條件下，前彎式葉片產(chǎn)生的絕 對(duì)速度比后彎式葉片大，而液體的流動(dòng)損失與速度的平方成正比。因此，當(dāng)流體流過葉輪及導(dǎo)葉或蝸殼時(shí)，其能量損失比后彎葉片大。同時(shí)為把部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能，在能量轉(zhuǎn)換過程中，必然又伴隨較大的能量損失，因而其效率遠(yuǎn)低于后彎式葉片。反之，前彎式葉片有以下優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)其和后彎式葉片的轉(zhuǎn)速、流量及產(chǎn)生的能頭相同時(shí)，可以減小葉輪外徑D2。因此，可以減小風(fēng)機(jī)的尺寸，縮小體積，減輕質(zhì)量。又因風(fēng)機(jī)輸送的流體為氣體，氣體的密度遠(yuǎn)小于液體，且摩擦阻力正比于密度，所以風(fēng)機(jī)損失的能量遠(yuǎn)小于泵。鑒于以上原因，在低壓風(fēng)機(jī)中可采用前彎式葉片。
二、 軸流式泵與風(fēng)機(jī)的葉輪理論
（一）、概述
軸流式和離心式的泵與風(fēng)機(jī)同屬葉片式，但從性能及結(jié)構(gòu)上兩者有所不同。軸流式泵與風(fēng)機(jī)的性能特點(diǎn)是流量大，揚(yáng)程（全壓）低，比轉(zhuǎn)數(shù)大，流體沿軸向流入、流出葉輪。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量相對(duì)較輕。因有較大的輪轂動(dòng)葉片角度可以作成可調(diào)的。動(dòng)葉片可調(diào)的軸流式泵與風(fēng)機(jī)，由于動(dòng)葉片角度可隨外界負(fù)荷變化而改變，因而變工況時(shí)調(diào)節(jié)性能好，可保持較寬的高效工作區(qū)。鑒于以上特點(diǎn)，目前國(guó)外大型制冷系統(tǒng)中普遍采用軸流式風(fēng)機(jī)作為鍋爐的送引風(fēng)機(jī)、軸流式水泵作為循環(huán)水泵。今后隨著容量的提高，其應(yīng)用范圍將會(huì)日益廣泛。
（二）、軸流式泵與風(fēng)機(jī)的葉輪理論
1、 翼型和葉柵的概念
由于軸流式泵與風(fēng)機(jī)的葉輪沒有前后蓋板，流體在葉輪中的流動(dòng)，類似飛機(jī)飛行時(shí)，機(jī)翼與空氣的作用。因此，對(duì)軸流式泵與風(fēng)機(jī)在研究葉片與流體之間的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系時(shí)，采用了機(jī)翼理論。為此下面介紹翼型，葉柵及其主要的幾何參數(shù)。
翼型 機(jī)翼型葉片的橫截面稱為翼型，它具有一定的幾何型線，和一定的空氣動(dòng)力特性。翼型見圖：

葉柵 由相同翼型等距排列的翼型系列稱為葉柵。這種葉柵稱為平面直列葉柵。
第三節(jié) 泵與風(fēng)機(jī)的性能
一、泵與風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)
風(fēng)機(jī)、泵的主要性能參數(shù)有下列幾個(gè)：
（一）、流量（flow guantity）
單位時(shí)間內(nèi)輸送的流體數(shù)量?？梢杂皿w積流量qv表示，也可以用質(zhì)量流量qm表示。
（二）、壓力、揚(yáng)程（pressure，head）
1、通風(fēng)機(jī)全壓
單位體積的氣體在通風(fēng)機(jī)內(nèi)所獲得總能量叫通風(fēng)機(jī)全壓。單位為：毫米水柱，牛／米2。
2、離心泵揚(yáng)程
單位重量的液體在泵內(nèi)所獲得總能量叫泵的揚(yáng)程。單位為：米液柱。
（三）、轉(zhuǎn)速（rotary rate）
葉輪每分鐘旋轉(zhuǎn)周數(shù)叫轉(zhuǎn)速。單位為：轉(zhuǎn)／分。
（四）、功率和效率（powerefficiency）
通風(fēng)機(jī)和泵之功率有鈾功率、有效功率和原動(dòng)機(jī)效率之分。
1、軸功率P
原動(dòng)機(jī)傳給通風(fēng)機(jī)、泵軸上的功率，叫通風(fēng)機(jī)、泵的軸功率，又稱輸入功率，通常用P表示。單位：千瓦。
2、有效功率Pe
有效功率是指單位時(shí)間內(nèi)通過泵與風(fēng)機(jī)的流體獲得的功率，即泵與風(fēng)機(jī)的輸出功率，用符號(hào)Pe表示，單位為KW。
3、原動(dòng)機(jī)功率Pg
原動(dòng)機(jī)的輸出功率即為原動(dòng)機(jī)功率，用Pg表示，單位為KW。
軸功率和有效功率之差是泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部損失功率。泵與風(fēng)機(jī)的效率為有效功率和軸功率之比。 由于原動(dòng)機(jī)機(jī)軸與泵與風(fēng)機(jī)的軸連接存在機(jī)械損失，用傳動(dòng)效率ηtm表示，所以通常原動(dòng)機(jī)功率比軸功率大。
二、 泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線
泵與風(fēng)機(jī)的主要的性能參數(shù)有流量qV、揚(yáng)程H或全壓p、功率P和效率n，對(duì)泵而言，還有汽蝕余量△h。這些參數(shù)變化關(guān)系的曲線，稱為性能曲線（performance curve）。性能曲線通常是指在一定轉(zhuǎn)速下，以流量為基本變量，其他各參數(shù)隨流量改變而改變的曲線。因此，通常的性能曲線為qv－H（p）、qv－P、qv－n、qv－△h等曲線。該曲線直觀的反映了泵與風(fēng)機(jī)的總體性能。性能曲線對(duì)泵與風(fēng)機(jī)的選型，經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行都起著非常重要的作用。
對(duì)風(fēng)機(jī)而言，因?yàn)橛腥珘簆和靜壓pst，所以對(duì)應(yīng)的效率也有全壓效率（qv）及靜壓效率（qv-n）曲線。
性能曲線是制造廠通過實(shí)驗(yàn)得到的。載入泵與風(fēng)機(jī)樣本，供用戶使用。以風(fēng)機(jī)為例，實(shí)際使用中，為方便起見，一般將上述曲線按同一比例畫在一張圖中，如右圖所示，不同型號(hào)的風(fēng)機(jī)，其性能曲線也不同。從圖中可以看出，在轉(zhuǎn)速不變的情況下，當(dāng)風(fēng)量發(fā)生改變時(shí)，風(fēng)壓隨風(fēng)量的增大而減??；功率隨風(fēng)量的增大而增大；風(fēng)機(jī)效率存在一個(gè)最高值。相應(yīng)于最高效率下的風(fēng)量、風(fēng)壓和軸功率稱為通風(fēng)機(jī)的最 佳工況。在選擇風(fēng)機(jī)或風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)效率不低于最高效率的90％。這也就確定了一臺(tái)風(fēng)機(jī)其風(fēng)量的允許調(diào)節(jié)范圍。
4、離心泵與風(fēng)機(jī)性能曲線的分析
（1）當(dāng)閥門全關(guān)時(shí)，工況為空轉(zhuǎn)狀態(tài)。這時(shí)候，空載功率Po主要消耗在機(jī)械損失上，而這會(huì)導(dǎo)致局部水溫迅速升高以致汽化。因此，為防止汽化，一般不允許在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下運(yùn)行（除特殊注明允許的外）。
（2）離心泵與風(fēng)機(jī)，在空轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，軸功率最小，一般為設(shè)計(jì)軸功率的百分之三十左右，為避免啟動(dòng)電流過大，原動(dòng)機(jī)過載，所以離心式的泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全關(guān)的狀態(tài)下啟動(dòng)，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，在開大出口管路上的調(diào)節(jié)閥門，使泵與風(fēng)機(jī)投入正常的運(yùn)行。
（3）由qv－P性能曲線可見，后彎式葉輪和前彎式葉輪有著明顯的差別。后彎式葉輪的qv－P性能曲線，隨著流量的增加功率變化緩慢，而前彎式葉輪隨著流量的增加，功率急劇上升，因此原動(dòng)機(jī)容易超載。所以，對(duì)前彎式葉輪的風(fēng)機(jī)在選用原動(dòng)機(jī)時(shí)，容量富余系數(shù)應(yīng)取的大些。
（4）前彎式葉輪效率遠(yuǎn)低于后彎式。所以一般現(xiàn)在的風(fēng)機(jī)為了節(jié)能大多采用高效率的后彎式葉片。
（5）前彎式葉輪的實(shí)際qv－H性能曲線是一具有較寬不穩(wěn)定工作段的駝峰形曲線，如果風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定工作段工作，將導(dǎo)致喘振。因此，不允許在此段工作。
（二）、軸流式泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線
在一定的轉(zhuǎn)速下，對(duì)葉片安裝角固定的軸流式泵與風(fēng)機(jī)，試驗(yàn)所測(cè)得的典型性能曲線如圖2-35所示，和離心式泵與風(fēng)機(jī)性能曲線相比有顯著的區(qū)別。qv－H（P）曲線，隨流量qv減小，揚(yáng)程（全壓）先是上升，當(dāng)減小到qvc時(shí)，揚(yáng)程（全壓）開始下降，流量再減小到qvb時(shí)，揚(yáng)程（全壓）又開始上升直到流量為零時(shí)的最 大值。
軸流式泵與風(fēng)機(jī)性能曲線歸結(jié)起來有以下特點(diǎn)：
（1） qv－H（P）性能曲線，在小流量區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)駝峰形狀，在c點(diǎn)的左邊為不穩(wěn)定工作區(qū)段，一般不允許泵與風(fēng)機(jī)在此區(qū)域工作。
（2） 軸功率P在空轉(zhuǎn)狀態(tài)（qv=0）時(shí)最 大，隨流量的增加隨之減少，為避免原動(dòng)機(jī)過載，對(duì)軸流式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全開狀態(tài)下啟動(dòng)。如果葉片安裝角是可調(diào)的，在葉片安裝角小時(shí)，軸功率也小，所以對(duì)可調(diào)葉片的軸流式泵與風(fēng)機(jī)可在小安裝角時(shí)啟動(dòng)。
（3） 軸流式泵與風(fēng)機(jī)高效區(qū)窄。但如果采用可調(diào)葉片，則可使在很大的流量變化范圍內(nèi)保持高效率。這就是可調(diào)葉片軸流式泵與風(fēng)機(jī)較為突出的優(yōu)點(diǎn)。
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