【正文】 動(dòng)、靜部分之間的摩擦引起振動(dòng) ? 平衡盤設(shè)計(jì)不良引起振動(dòng) 3）泵的防振措施 在機(jī)器基礎(chǔ)下面設(shè)置隔振器，是泵常用的防振措施，而常用的隔振器有彈性材料隔振器和彈簧隔振器。 （ 4）切削水泵葉輪調(diào)節(jié)。 （ 3）泵或風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，也常常利用工作點(diǎn)（特性曲線）的變化情況指導(dǎo)維修工作。兩條曲線的交點(diǎn)即為臨界汽蝕狀態(tài)點(diǎn)。 汽蝕余量可分為：有效汽蝕余量（裝置汽蝕余量）和必須汽蝕余量（汽蝕余量）。 （ 3）通過(guò)測(cè)定故障水泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線進(jìn)行故障分析是常用的故障分析方法，但這種方法需要對(duì)性能曲線和各種故障現(xiàn)象有充分的了解，對(duì)于學(xué)生可能還不能達(dá)到這種要求，所以對(duì)這部分內(nèi)容只要求理解即可。 （ 4）泵與風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)的確定方法。 將此關(guān)系繪制在以流量 q和壓頭 H為坐標(biāo)的直角坐標(biāo)圖上，就可以得到管路特性曲線。 按管路中流體能量損失的大小可以分為長(zhǎng)管和短管； 按結(jié)構(gòu)形式則分為簡(jiǎn)單管路和復(fù)雜管路；而復(fù)雜管路又可以分為串聯(lián) 管路、并聯(lián)管路、枝狀管路和環(huán)狀管路。只有在各管件之間的距離大于3倍管徑時(shí)，才能簡(jiǎn)單的疊加。 (Re)f?? )(Re, dKf?? 尼古拉茲曲線明顯的分為五個(gè)區(qū)域： Ⅰ 為層流區(qū)， Ⅱ 為臨界區(qū)， Ⅲ 為湍流光滑區(qū)， Ⅳ 為湍流過(guò)渡區(qū)， Ⅴ 為湍流粗糙區(qū)（阻力平方區(qū)）， 尼古拉茲實(shí)驗(yàn)是針對(duì)人工粗糙管進(jìn)行的，工業(yè)生產(chǎn)中所用的實(shí)際管道的粗糙度不似人工粗糙度那么均勻，將尼古拉茲曲線直接應(yīng)用于工業(yè)管道會(huì)有一些出入。 管道進(jìn)口、管道的突縮、突擴(kuò)部分、閥門、彎頭等管件部分均會(huì)發(fā)生局部阻力。 邊界層匯合后的階段，稱為 流動(dòng)充分發(fā)展階段 。在實(shí)際工程計(jì)算中，為了簡(jiǎn)化分析，認(rèn)為當(dāng) Re ＜ 2023時(shí)，屬于層流；當(dāng) Re＞ 2023時(shí)，屬于湍流。 流速增大到某一數(shù)值時(shí)，管內(nèi)流體出現(xiàn)垂直于軸線方向的橫向運(yùn)動(dòng)，流體運(yùn)動(dòng)不再只是層流狀態(tài)的流動(dòng)，開(kāi)始有了一定的混合。 （ 3）管路阻抗是應(yīng)用能量方程計(jì)算的結(jié)果，阻抗的應(yīng)用是為了推出管路特性曲線，也是為管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，是工程計(jì)算的需要。 （ 6）短管與長(zhǎng)管、串聯(lián)與并聯(lián)管路各自的計(jì)算特點(diǎn)。 Ppq ???6022nDu ?? pq? Pq???q 43pqnny ? 43Hqns ? 4. 流動(dòng)阻力及管路特性曲線 ? 學(xué)習(xí)引導(dǎo) 本章從流態(tài)的分類及判定出發(fā)，介紹沿程損失和局部損失的計(jì)算；管路分類及計(jì)算特點(diǎn)。 （ 1）流量相似關(guān)系 上式又稱為流量相似定律，它指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其流量之比與幾何尺寸之比（一般用葉輪出口直徑D2）的三次方成正比，與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，與容積效率的一次方成正比。 （ 3）由性能參數(shù)的相似關(guān)系，在改變轉(zhuǎn)速、葉輪幾何尺寸及流體密度時(shí)，可進(jìn)行性能參數(shù)的相似換算。 泵在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)工作時(shí)，效率最高，運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)，對(duì)應(yīng)的 q、 H、 P值稱為最佳工況參數(shù)。后彎式葉片離心泵的揚(yáng)程隨流量的增大而下降。 （ 2）泵的揚(yáng)程和風(fēng)機(jī)的全壓 ? 泵的揚(yáng)程 單位質(zhì)量的液體在泵內(nèi)所獲得的有效機(jī)械能叫泵的揚(yáng)程，也即每單位質(zhì)量液體在泵內(nèi)獲得的凈機(jī)械能，以符號(hào) H表示，單位為 mH2O。利用比轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行相似設(shè)計(jì)和選型的方法。掌握這些參數(shù)、性能曲線和相似定律和比轉(zhuǎn)數(shù)的含義和應(yīng)用方法，是進(jìn)行泵與風(fēng)機(jī)性能分析和選型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 基本方程式的作用是解決流體流動(dòng)的計(jì)算問(wèn)題。 －測(cè)壓管水頭，記為 。只有壓力變化較大，流速很高的氣體才考慮其壓縮性。 所有流動(dòng)參數(shù)的變化僅與一個(gè)坐標(biāo)變量有關(guān)的流動(dòng)，稱為一元流動(dòng)。 （ 1）連通器中同一種液體相同高度的兩個(gè)液面壓力相等。單位質(zhì)量流體的能量損失稱為比能量損失，即為 h，單位為 J/kg。有時(shí)更需要進(jìn)行間接計(jì)算，這方面的計(jì)算也會(huì)有一定困難。 （ 4）連續(xù)性方程的實(shí)質(zhì)。液體靜力學(xué)方程闡述了靜止液體中不同位置的壓力關(guān)系。 混流泵具有蝸殼式和導(dǎo)葉式兩種。其主要部件有吸入喇叭口、葉輪、軸和軸承、導(dǎo)葉、機(jī)殼、出水彎管及密封裝置等。 ? 機(jī)殼 － 收集來(lái)自葉輪的液體，并使部分流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，最后將流體均勻地引向次級(jí)葉輪或?qū)蚺懦隹凇? ? 按工作原理分類： 葉輪式、容積式以及其他如射流泵等三大類。這種因吸引力不平衡所造成的，作用在自由液面的力稱為表面張力。 其表達(dá)式為： Vm?? （ 2）比體積 流體的比體積指單位質(zhì)量的流體所占有的體積，即為 v（ m3/kg）。 力學(xué)術(shù)語(yǔ)－在任何微小剪切力作用下都能夠連續(xù)變形的物質(zhì)。粘滯性表現(xiàn)為阻礙流體流動(dòng) 的趨勢(shì)，通過(guò)流層間的速度分布圖會(huì)有較為直觀的理解。 （ 2）對(duì)流體粘滯性的認(rèn)識(shí)有一定難度。 概述－ 幾個(gè)基本概念 ? 流體： 通俗的講－能夠流動(dòng)的物質(zhì)（液體和氣體）。 （ 3）壓力的分類 絕對(duì)壓力： p（工質(zhì)的真實(shí)壓力） 相對(duì)壓力：表壓力 pe、真空度 pv（用壓力計(jì)測(cè)得的工質(zhì)計(jì)示壓力） 絕對(duì)壓力＞當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí) p=pb+pe 絕對(duì)壓力 ＜當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí) p=pbpe （ 1）密度 流體的密度指單位體積流體的質(zhì)量，即為 ρ（ kg/m3）。 粘度可分為：動(dòng)力粘度 η、運(yùn)動(dòng)粘度 ν ν ＝ η/ρ 牛頓內(nèi)摩擦定律： ? 表面張力： 自由液面附近的液體分子，來(lái)自液體內(nèi)部的吸引力大于來(lái)自氣體分子 TRp g?? AdyduAT ?? ?? 的吸引力，力的不平衡對(duì)界面液體表面造成微小的作用，將液體表層 的分子拉向液體內(nèi)部，使液面有收縮到最小的趨勢(shì)。液體機(jī)械最常見(jiàn)的是泵，氣體機(jī)械最常見(jiàn)的有通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)。 ? 吸入室 － 在最小水力損失下，引導(dǎo)液體平穩(wěn)地進(jìn)入葉輪，并使葉輪進(jìn)口處的流速盡可能均勻分布。 ? 導(dǎo)流器－進(jìn)口風(fēng)量調(diào)節(jié)器 ? 支撐與傳動(dòng)方式 （ 2）軸流式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理和部件結(jié)構(gòu) 1）軸流泵的工作原理和部件結(jié)構(gòu) 軸流泵的外形就像一根鋼管，可以垂直安裝、水平或傾斜安裝。 （ 3）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。 2. 流體力學(xué)基礎(chǔ) ? 學(xué)習(xí)引導(dǎo) 本章將從能量守恒關(guān)系出發(fā)引出液體靜力學(xué)方程和穩(wěn)定流能量方程。 （ 3）連通器的壓力計(jì)算。巧妙地選取基準(zhǔn)面和計(jì)算斷面可以減少未知量數(shù)目，達(dá)到簡(jiǎn)化計(jì)算的目的。 ? 流體的能量損失 運(yùn)動(dòng)中的流體由于克服摩擦阻力會(huì)造成一部分能量損失，損失的能量 轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃可⑹У江h(huán)境中而難以回收，故為永久損失。連通器問(wèn)題的求解是液體的靜壓力方程的具體應(yīng)用。 若所有流動(dòng)參數(shù)僅僅是兩個(gè)坐標(biāo)變量的函數(shù)，而與另一坐標(biāo)變量無(wú)關(guān)，這種流動(dòng)稱為二元流動(dòng)，又稱平面流動(dòng)。適用于壓縮性極小的流體和流速不太高的氣體。其中三項(xiàng)分別為位置水頭、壓力水 頭、流速水頭。 gvHHP 22??21122222111 22 ??????? pvpgzvpgz ????eb ppp ?? ? 穩(wěn)定氣流能量方程 ? 穩(wěn)定流能量方程和連續(xù)性方程統(tǒng)稱為流體流動(dòng)的基本方程。這些性能表達(dá)方式所描述的性能有所區(qū)別，可在不同場(chǎng)合進(jìn)行應(yīng)用。 back （ 5）比轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)算方法、含義和應(yīng)用。其中，最常用的是體積流量。 （ 1） q－ H曲線 q－ H曲線表示揚(yáng)程和流量之間的關(guān)系。這表明泵的效率只有在特定的流量點(diǎn)才是最大，此點(diǎn)即為 設(shè)計(jì)工況點(diǎn) 。 （ 2）依照現(xiàn)有的性能良好的機(jī)型，按相似關(guān)系進(jìn)行新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。 在相似工況下，“原型”與“模型”的揚(yáng)程、流量及功率有如下關(guān)系，此 關(guān)系又叫相似定律。 ? 用比轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行泵與風(fēng)機(jī)的相似設(shè)計(jì)。 （ 5）造成局部損失的原因，及局部阻力系數(shù)計(jì)算方法。也不必對(duì)公式強(qiáng)行記憶，能根據(jù)條件選用公式計(jì)算即可。這種流動(dòng)狀態(tài)稱為 層流 。 過(guò)渡流狀態(tài)有一定的不穩(wěn)定性，有時(shí)為層流，有時(shí)為湍流，但以湍流居多。 邊界層匯合前的階段，即邊界層發(fā)展的階段稱為 流體進(jìn)口段 。由于流體的粘性作用，旋渦中的部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁沽黧w升溫，從而消耗機(jī)械能。 因此，對(duì)于層流： 對(duì)于湍流： 尼古拉茲曲線反映了 λ的變化規(guī)律及影響因素，為湍流 λ的計(jì)算提供了依據(jù)。 如果幾個(gè)造成局部阻力的管件近距離地串接在一起，相互之間會(huì)造成干擾，使總的損失小于各損失的疊加。 4）對(duì)于三通而言，減少支流管與總流管之間的夾角，即使切割成 45度的斜角都能較少阻力，如能改為圓角則性能會(huì)更好?？梢钥闯觯和饧訅侯^ H隨系統(tǒng)流量 q的平方而變化。 （ 3）防止汽蝕的措施。 （ 2）泵與風(fēng)機(jī)的串聯(lián)和并聯(lián)工作方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，工程中如何選擇合適的聯(lián)合工作方式稍有難度，但如果掌握了串并聯(lián)工作特性再結(jié)合工作點(diǎn)的確定方法，此問(wèn)題將迎刃而解。 汽蝕余量△ h是表示泵汽蝕性能的一個(gè)參數(shù)，也可用 NPSH表示。 隨流量的增加是一條下降的曲線，而 隨流量的增加是一條上升的曲線。這就常常需要改變泵與風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)，即調(diào)節(jié)工況。 （ 3）改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。但其振動(dòng)原因是很復(fù)雜的，特別是進(jìn)行大中型制冷裝置設(shè)計(jì)時(shí)，泵的振動(dòng)問(wèn)題尤為突出。必須間接連接傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)采用無(wú)縫的三角皮帶。通過(guò)實(shí)例介紹了最常見(jiàn)管路的配置原理和設(shè)計(jì)方法、步驟；通過(guò)實(shí)例同時(shí)對(duì)流體力學(xué)理論基礎(chǔ)和流體機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用進(jìn)行了示范。 （ 2）本章的另一個(gè)難點(diǎn)是：在設(shè)計(jì)有許多計(jì)算使用的是經(jīng)驗(yàn)式或經(jīng)驗(yàn)方法。 （ 5）還應(yīng)注意的是：彎管部分因盡量采用大的曲率半徑。 （ 5）管路系統(tǒng)的阻力加上空氣處理裝置的阻力之和為風(fēng)管系統(tǒng)的總阻力，據(jù)此選擇風(fēng)機(jī)。 （ 2）離心泵的配管要求 為了避免管道、閥門的重量及管道熱應(yīng)力所產(chǎn)生的力和力矩超過(guò)泵進(jìn)出口的最大允許外載荷，在泵的吸入和排出管道上須設(shè)置管架。 （ 2）水管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟： ? 確定水管系統(tǒng)的開(kāi)閉形