泵与风机相似定律.ppt

第四节
泵与风机的相似定律
及其
应用
第四章 泵与风机的性能
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该理论主要用于相似设计，风机中常用，泵中一般不用，所以以风机为例。
在实际情况中，往往出现以下情况：
1) 由于某些原因，不允许对某一产品直接进行试验，如三峡工程、葛洲坝等；
2) 虽然有的可直接进行试验，但成本太高，一旦失败，经济损失较大，如大型电厂的55000千瓦的风机等
3)如有一小风机，实际运行情况很好，参数合适，效率较高，噪声很小，感到很满意，如果能将其放大，则可用于较重要的地方，且希望保持其高效、低噪的特点，但参数可自行选择，或相反。
怎么办呢？
相似理论可解决这一问题。
第四节 泵与风机的相似定律及其应用
第四章 泵与风机的性能
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一、基本概念
相似理论应用的场合特别多，风机的相似理论只是其中的一种。在风机的相似理论中，一般包含两个方面的问题：
1. 风机的相似设计 是指根据试验研究出来的性能良好、运行可靠的模型风机(简称模型)来设计与其相似的新风机(实型)，包括放大和缩小；
2. 风机的相似换算 当实际(或试验)条件与设计条件不同时，将实际(或试验)条件下的性能换算成设计条件下的性能。
第四节 泵与风机的相似定律及其应用
第四章 泵与风机的性能
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一、基本概念
如设计转速是2900rpm，但在实际运行中风机的转速是随流量的变化而变化的，以后会看到，性能曲线是在同一转速下的性能，如转速不同，则不能在同一坐标上绘出，怎么办，进行相似换算，把测的性能换算成2900rpm时的数据，就可绘图了。
再如，引风机的设计温度是200℃，但在试验时不能用200℃的烟气进行，怎么办？用空气试验，把试验的结果用相似换算的方法换算成200℃时的数据即可。
以上两点在实际中非常常用。
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第四章 泵与风机的性能
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二、相似条件
所谓相似是指两个风机中叶轮与气体的能量传递过程相似、气体在叶轮中的流动过程相似。
即它们在任一对应点上的同名物理量之比保持常数。即满足相似条件。
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二、相似条件
相似条件有三：
1. 几何相似：模型(原型，已知参数，无下标)与实型(所要设计的，有未知参数，加下标p )风机过流各部分对应的线性尺寸成比例，各对应角度和叶片数相等。即：
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错！
因为不是几何参数
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二、相似条件
：当流体流经几何相似的模型与实型风机的过流部分时，对应各点上的速度三角形相似。即
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凡运动相似的风机一定几何相似
反之则不一定。
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二、相似条件
3. 动力相似
是指作用于运动相似风机过流部分各对应点上的同名各力相似(大小成比例、方向相同)。
不可能。
但在这些里中，重要的力有粘性力和惯性力，而二者的比值是Re。
即只要Re相同即可。
但也很难。
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二、相似条件
3. 动力相似
Re一般较大，从流体力学我们知道
如Re>105,则流动处于自模区——自动模化区
而在风机中，流动雷诺数一般远大于这个数，所以风机中的流体流动都位于自模区，因此动力相似自动满足。
因此，只要满足前两个相似条件即可，实际上只要运动相似即可。
下面讨论已经相似的两个风机，它们的各参数应满足什么样的关系。
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三、相似定律
1. 流量相似率
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可见，相似的泵与风机的流量之比与它们叶轮尺寸之比的立方成正比，与转速的比值成正比(与流体密度无关)。
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