思考题答案

绪论

思考题

1． 在火力发电厂中有那些主要的泵与风机？其各自的作用是什么？ 答：给水泵：向锅炉连续供给具有一定压力和温度的给水。

循环水泵：从冷却水源取水后向汽轮机凝汽器、冷油器、发电机的空气冷却器供给冷却水。

凝结水泵：抽出汽轮机凝汽器中的凝结水，经低压加热器将水送往除氧器。 疏水泵：排送热力系统中各处疏水。 补给水泵：补充管路系统的汽水损失。

灰渣泵：将锅炉燃烧后排出的灰渣与水的混合物输送到贮灰场。 送风机：向锅炉炉膛输送燃料燃烧所必需的空气量。

引风机：把燃料燃烧后所生成的烟气从锅炉中抽出，并排入大气。

2． 泵与风机可分为哪几大类？发电厂主要采用哪种型式的泵与风机？为什么？ 答：泵按产生压力的大小分：低压泵、中压泵、高压泵

风机按产生全压得大小分：通风机、鼓风机、压气机

泵按工作原理分：叶片式：离心泵、轴流泵、斜流泵、旋涡泵 容积式：往复泵、回转泵

其他类型：真空泵、喷射泵、水锤泵 风机按工作原理分：叶片式：离心式风机、轴流式风机 容积式：往复式风机、回转式风机

发电厂主要采用叶片式泵与风机。其中离心式泵与风机性能范围广、效率高、体积小、重量轻，能与高速原动机直联，所以应用最广泛。轴流式泵与风机与离心式相比，其流量大、压力小。故一般用于大流量低扬程的场合。目前，大容量机组多作为循环水泵及引送风机。 3． 泵与风机有哪些主要的性能参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？ 答：泵与风机的主要性能参数有：流量、扬程（全压）、功率、转速、效率和汽蚀余量。

在铭牌上标出的是：额定工况下的各参数

4． 水泵的扬程和风机的全压二者有何区别和联系？

答：单位重量液体通过泵时所获得的能量增加值称为扬程；

单位体积的气体通过风机时所获得的能量增加值称为全压 联系：二者都反映了能量的增加值。

区别：扬程是针对液体而言，以液柱高度表示能量，单位是m。 全压是针对气体而言，以压力的形式表示能量，单位是Pa。 5． 离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？ 答：离心泵

叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。

吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分

布均匀。

压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮

进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。

导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压

出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。

密封装置：密封环：防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口。 轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的间隙泄漏

到泵外。

离心风机

叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能

蜗壳：汇集从叶轮流出的气体并引向风机的出口，同时将气体的部分动能转化为压力

能。

集流器：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。

进气箱：改善气流的进气条件，减少气流分布不均而引起的阻力损失。 6． 轴流式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？

答：叶轮：把原动机的机械能转化为流体的压力能和动能的主要部件。

导叶：使通过叶轮的前后的流体具有一定的流动方向，并使其阻力损失最小。 吸入室（泵）：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流

速分布均匀。

集流器（风机）：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。 扩压筒：将后导叶流出气流的动能转化为压力能。

7． 轴端密封的方式有几种？各有何特点？用在哪种场合？

答：填料密封：结构简单，工作可靠，但使用寿命短，广泛应用于中低压水泵上。

机械密封：使用寿命长，密封效果好，摩擦耗功小，但其结构复杂，制造精度与安装技

术要求高，造价贵。适用于高温高压泵。

浮动环密封：相对与机械密封结构较简单，运行可靠，密封效果好，多用于高温高压锅

炉给水泵上。

8． 目前火力发电厂对大容量、高参数机组的引、送风机一般都采用轴流式风机，循环水泵

也越来越多采用斜流式（混流式）泵，为什么？

答：轴流式泵与风机与离心式相比，其流量大、压力小。故一般用于大容量低扬程的场合。

因此，目前大容量机组的引、送风机一般都采用轴流式风机。 斜流式又称混流式，是介于轴流式和离心式之间的一种叶片泵，斜流泵部分利用了离心力，部分利用了升力，在两种力的共同作用下，输送流体，并提高其压力，流体轴向进入叶轮后，沿圆锥面方向流出。可作为大容量机组的循环水泵。 9． 试简述活塞泵、齿轮泵及真空泵、喷射泵的作用原理？

答：活塞泵：利用工作容积周期性的改变来输送液体，并提高其压力。

齿轮泵：利用一对或几个特殊形状的回转体如齿轮、螺杆或其他形状的转子。在壳体内作旋转运动来输送流体并提高其压力。

喷射泵：利用高速射流的抽吸作用来输送流体。 真空泵：利用叶轮旋转产生的真空来输送流体。 第一章 思考题

1． 试简述离心式与轴流式泵与风机的工作原理。

答：离心式：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。流体沿轴向流入叶轮并沿径向流出。 轴流式：利用旋转叶轮、叶片对流体作用的升力来输送流体，并提高其压力。流体沿轴

向流入叶轮并沿轴向流出。

2． 流体在旋转的叶轮内是如何运动的？各用什么速度表示？其速度矢量可组成怎样的图

形？

答：当叶轮旋转时，叶轮中某一流体质点将随叶轮一起做旋转运动。同时该质点在离心力的

作用下，又沿叶轮流道向外缘流出。因此，流体在叶轮中的运动是一种复合运动。 叶轮带动流体的旋转运动，称牵连运动，其速度用圆周速度u表示； 流体相对于叶轮的运动称相对运动，其速度用相对速度w表示； 流体相对于静止机壳的运动称绝对运动，其速度用绝对速度v表示。 以上三个速度矢量组成的矢量图，称为速度三角形。

3． 当流量大于或小于设计流量时，叶轮进、出口速度三角形怎样变化？ 答：进口速度三角形的变化：

当流量小于设计流量时：轴面速度v1m＜v1m，?1＜90°，?1＜?1。（如图a） 当流量大于设计流量时：轴面速度v1m＞v1m，?1＞90°，?1＞?1。（如图b）

''''''

出口速度三角形

w2 v2 ?w2v2m ?m v2? v2u2v2u ?u v2

小于设计流量

? w2? v2w2 ?m v2v2m v2 u2?u v2v2u

大于设计流量

4． 离心式泵与风机当实际流量在有限叶片叶轮中流动时，对扬程（全压）有何影响？如何

修正？

答：在有限叶片叶轮流道中，由于流体惯性出现了轴向涡流，使叶轮出口处流体的相对速度

产生滑移，导致扬程(全压)下降。

一般采用环流系数k或滑移系数σ来修正。

5． 为了提高流体从叶轮获得的能量，一般有哪几种方法？最常采用哪种方法？为什么？ 答：1）径向进入，即?1?90；2）提高转速n；3）加大叶轮外径D2；4）增大叶片出口安装角?2a。

提高转速最有利，因为加大叶轮外径将使损失增加，降低泵的效率；提高转速则受汽蚀 的限制，对风机则受噪声的限制。增大叶片出口安装角?2a将使动能头显著增加，降低泵与风机的效率。比较之下，用提高转速n来提高理论能头，仍是当前普遍采用的主要方法。 6． 泵与风机的能量方程式有哪几种形式？并分析影响理论扬程（全压）的因素有哪些？ 答：泵： HT?=

?1(u2v2u??u1v1u?) gHT?v2??v21?u2?u1?21???2? ???2g2g2g2222