概论

风机与水泵是用于输送流体(气体和液体)的机械设备。风机与水泵的作用是把原动机的机械能或其它能源的能量传递给流体，以实现流体的输送。即流体获得机械能后，除用于克服输送过程中的通流阻力外，还可以实现从低压区输送到高压区，或从低位区输送到高位区。通常用来输送气体的机械设备称为风机(压缩机)，而输送液体的机械设备则称为泵。

水泵的分类

水泵通常按工作原理及结构形式的不同进行分类，可以分为叶片式(又称叶轮式或透平式)、容积式(又称定排量式)和其他类型三大类。叶片式泵又可以分为离心泵、轴流泵、混流泵和漩涡泵；容积式泵又可以分为往复泵和回转泵，往复泵可分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵，而回转泵又可分为齿轮泵、螺杆泵、滑片泵和液环泵。

水泵的性能曲线

图2-1所示是典型的锅炉给水泵性能曲线(H-Q)、以及效率和轴功率曲线。它是一条较为平坦的曲线，与风机的

一簇梳状曲线不同，其出口压力(扬程)随着流量的增加=单调下降，零流量时的扬程称为关死点扬程。水泵的静$程(Hst)_般都不为零，

图2-2所示为静扬程占到关死点扬亏60%时的某给水泵的调逋性能曲_和阻力曲线，

图2-3妒=为水泵系统在不同静扬程下的轴功率流量性能曲线。

风机的性能曲线呈梳状，一般通过入口风门调节风#和风压，随着风门(叶片)开;风机的出口风量和风压t；沿阻力曲线增大，其等效率曲线是一组闭合的椭园。这一点是与水泵的性能曲线不同的：对于水泵，一般通过出=阀门调节流量和压力，当出口阀门开大时，流量增大z压力却减小；当阀门关小时，流量减小，压力则增大二图2-1、图2-2所示。对于水泵，阀门开度的变化改变&：号阻力曲线(陡度)；而对于风机，风门开度(叶片角度)的变.改变的是风机的P-Q特性曲线，而与阻力曲线无关。水泵所消耗的轴功率，则都与压力和流量的乘积成正二但风机的轴功率随着风门开大而增大，而水泵则当其增大到一定程度后，其轴功率随着流量的增大增加不3至反而减小。

水泵拖动系统的主要特点

叶片式风机、水泵的负载特性属于平方转矩型=其轴上需要提供的转矩与转速的二次方成正比。风〃泵在满足三个相似条件：几何相似、运动相似和似的情况下遵循相似定律；对于同一台风机(或水泵输送的流体密度P不变，仅转速改变时，其性能参变化遵循比例定律：流量与转速的一次方成正比：

(压力)与转速的二次方成正比；轴功率则与转速的三_成正比。即：

Q/Q=n/n;H/H={n/n}2;p/p={n/n}2;p/p={n/n}2风机与水泵转速变化时，其本身性能曲线的变乂7三比例定律作出，如图2-3所示。因管路阻力曲线不随转.三=化而变化，故当转速由n变至n7时，运行工况点将由M=至M'点。

应该注意的是：风机水泵比例定律三大关系式的使用是有条件的，在实际使用中，风机水泵由于受系统参数和运行工况的限制，并不能简单地套用比例定律来计算调速范围和估算节能效果。

当管路阻力曲线的静扬程(或静压)等于零时，即//ST=0(或~=0)时，管路阻力曲线是一条通过坐标原点的二次抛物线，它与过M点的变转速时的相拟抛物线重合，因此，M与M又都是相似工况点，故可用比例定律直接由M点的参数求出M点的参数。对于风机，其管路静压一般为零，故可用相似定律直接求出变速后的参数。

而对于水泵，其管路阻力曲线的静扬程(或静压)不等于零时，即Hs，矣〇(或Psl#〇)时，转速变化前后运行工况点M与M不是相似工况点，故其流量、扬程(或全压)与转速的关系不符合比例定律，不能直接用比例定律求得。而应将实际工况转化为相似工况后，才能用比例定律进行计算。特别是对于水泵，其静扬程一般都很大，所以变速前后的流量比不等于转速比，而是流量比恒大于转速比。管路性能曲线的静扬程越高，水泵性能曲线和管路性能曲线的夹角就越小，则变速调节流量时，改变相同流量时的转速变化就越小，其轴功率的减小值也越小，还有可能引起管路的水击，因此水泵的调速节能效果要比风机差—些。