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泵和电机有什么区别?

电机之间的主要区别在于它们的功能和应用。尽管这两种机器都有广泛的工程应用,但泵用于输送流体,而电机则将一种形式的能量转换为另一种形式。

泵和电机在机械工程、土木工程、电气工程、汽车工程、建筑工程、机器人等各种工程领域都具有基础功能。他们受雇于各种目标。这两种设备都是有史以来在所有应用中使用过的最重要的发明之一。

泵是一种机械机器,用于利用吸力或压力来提升或输送流体。最著名的泵例子是用于抽水的风车和水车。

电动机是一种将电能转化为机械能的机电装置。电机随处可见,例如电脑、吹风机、电动剃须刀、洗碗机、咖啡研磨机和微波炉。

泵和电机的区别

在本节中,我们将描述泵和电机在不同情况下的区别。

泵和电机的基础知识

首先,我们比较一下泵和电机的一般性。

泵是标准机械设备,用于在管道或软管内移动液体或气体,施加吸力或压力或两者兼而有之。它们还用于压缩气体或将空气推入轮胎等充气物体。它进行抽吸以产生压力,使液体上升到更高的水平。

泵利用机械能通过出口吸入、加压或排出流体。水泵基本上由多种能源提供动力,包括手动操作、电力、风力和发动机。因为它们提供广泛的应用,所以泵有各种形状和尺寸,从家用潜水泵到离心泵,再到大型工业泵。

发动机

电动机是将电能转换为机械能的机电机器。电机几乎占世界能源消耗的一半。因此,它们在全球能源生态系统中发挥着重要作用。

在电力发明后的工程和技术领域,电动机被公认为世界上最伟大的成功和最重要的设计之一。

泵和电机的类型

泵和电动机按其结构和操作分类如下:

有几种对泵进行分类的方法,其中最常见的一种方法是根据泵影响流体的过程进行分类。因此,泵分为两个基本类别:容积泵和动力泵,如离心泵。按排量方式可分为速度泵、蒸汽泵、脉冲泵、重力泵和无阀泵。

正排量泵

容积泵通过在排出管中截留一定量的体积来执行流体的运动,并且在泵的运行周期中,被放置的体积是固定的。

容积泵分为两个子集:往复泵和旋转泵。下图显示了往复泵的部件。往复泵以交替的力和吸入作用的机制运行以产生流动。泵由一个膨胀和收缩的腔室组成,通常通过活塞或隔膜运动产生脉冲流。这种强大的设置适用于泵送粘性液体的应用。

旋转泵由一个或两个旋转部件组成,这些部件以产生吸力的方式移动。这会吸入通过旋转运动的流体,并在通过泵时产生压力。当泵工作时,它吸入流体并以相同的速度排出,从而产生恒定且规律的流动。此功能使其成为泵送各种非腐蚀性液体的正确选择。液体不应含有固体颗粒,因为它们可能会堵塞旋转部件。下图显示了一个旋转泵。

动力泵

在动力泵中,流体的动能增加。当流体离开泵时速度降低时,这种增加的能量会通过泵的特殊设计转化为势能(压力)。动态泵具有一些特性,包括从泵到流体的连续能量传递。

动力泵可细分为外围泵和涡轮泵。在外围涡轮中,类似涡轮的叶轮导致液体速度增加。涡轮泵是最著名的泵之一。使用最广泛的涡轮泵之一是离心泵。离心泵使用旋转叶片产生真空,将液体从一个地方转移到另一个地方。径向流泵是最典型的离心泵类型。

发动机

电动机一般分为两大类:交流电动机和直流电动机。

直流电机

直流电机是将直流电能转化为机械能的旋转电机。最基本的类型依赖于磁场产生的力。几乎所有类型的直流电机都有一个内部机制,机电或电子,以周期性地改变电机部分的电流方向。直流电机是第一类广泛使用的电机,因为它们能够由直流配电系统供电。

利用可变电源电压或改变励磁绕组中的电流强度,可以在很宽的范围内调节直流电机的速度。

小型直流电机用于工具、玩具和电器。大型直流电机用于电动汽车的推进、电梯和轧钢厂的驱动。

交流电机

交流电动机由交流电 (AC) 驱动。交流电机通常由两个主要部分组成:带有线圈的外部定子,线圈提供交流电以产生旋转磁场,以及连接到输出轴的内部转子,提供第二个旋转磁场。转子的磁场可以由永磁体、磁阻凸极或交流或直流电绕组产生。

交流电机有两种主要类型:感应电机(或异步电机)和同步电机。感应电机总是基于定子旋转磁场和转子轴速度之间的微小速度差工作,称为滑差,以在转子交流线圈中感应转子电流。相比之下,同步电机不是基于滑差感应运行,而是应用凸极、永磁体或独立励磁转子绕组。

的发展电力电子技术已经使人们有可能取代交流电机直流电动机在许多应用场合。交流电机的常见用途包括泵、草坪和花园设备、热水器、烤箱和机动越野设备。

泵和电机的操作

泵和电机运行的基础是完全不同的,下面解释。

泵利用自然力来输送液体或有时是浆液。电动机为泵提供动力以驱动叶轮。离心泵的工作原理是利用由带有多个叶片的叶轮旋转产生的离心力为液体提供能量。离心泵工作的基本理论包括以下步骤:

  • 流体在叶轮眼处进入泵的外壳。
  • 利用叶轮旋转产生的离心力将动能传递给流体,流体被径向驱向叶轮周边。
  • 流体的动能通过将其传导到蜗壳式离心泵中的膨胀蜗壳或泵涡轮机中的扩散器而转化为势能。

发动机

大多数电动机通过电动机的磁场和线圈中的电流之间的相互作用来工作,以产生扭矩作为施加在电动机轴上的力。电动机电源可以由直流 (DC) 源(如电池或整流器)或交流 (AC) 源(如电网、发电机或逆变器)提供。电机根据法拉第电磁感应定律工作,这是最基本的电磁定律之一。

电动机提供线性或旋转力(以扭矩的形式)来推动外部机构,例如风扇。电动机通常设计用于连续旋转或在与其尺寸相比相当长的距离内进行线性运动。

与标准内燃机 (ICE) 相比,电动机重量轻、尺寸更小,并提供更多的功率输出。此外,电机在机械上更容易制造且更便宜,同时提供瞬时和一致的扭矩,具有更高的响应速度、更高的效率和更少的热量产生。然而,在汽车和公共汽车等可移动应用中,电机不像 ICE 那样可用和普遍,因为电机需要大而昂贵的电池。相比之下,ICE 需要相对较小的油箱。

泵和电机的应用

泵和电机在我们日常生活的各个部分以及不同行业中发挥着重要作用。本节提到了其中一些应用程序。

泵的用途广泛,例如从井中抽水、池塘过滤和曝气、水族箱过滤、汽车工业中的水冷却和燃料喷射、能源工业中抽油和天然气,或在冷却塔和其他供暖、空调系统和通风部件。此外,在医疗行业,泵用于开发和生产药物和人造身体部件(包括人造心脏和阴茎假体)的生化过程。

发动机

电机几乎无处不在,例如风扇、压缩机、洗碗机、机器人、输送系统、电动汽车、起重机、升降机、真空吸尘器、车床、磨床、剪板机等。

泵和电机的效率

对于泵和电机来说,一些损失会妨碍它们 100% 的效率。在本节中,我们将解释这些项目。

泵中的损失分为两种类型:液压损失和非液压损失。第一类是流体流入泵时发生的损失。

水力损失

水力损失是由于循环流动、摩擦和冲击现象或涡流造成的。

循环流和主流之间的相互作用导致叶片的出口速度不均匀。此外,由于与流体接触的涡轮表面积,会发生摩擦损失。因此,摩擦会改变流体的流动方向。不正确的叶片入射角会在非设计工作条件下产生冲击损失。

非水力损失

非液压损失一般与机械损失和泄漏损失有关。泄漏损失分为内部泄漏损失和外部泄漏损失。由于机壳与叶轮之间的间隙不当,会导致意外流向吸入侧,从而导致内部泄漏。由于机壳密封和轴承密封问题,也会出现外部泄漏损失。

机械损失是由于叶轮与填充叶轮和外壳之间间隙的液体之间的摩擦盘摩擦造成的损失。这也是由于接触点(如轴承)中的机械摩擦而发生的。

发动机

铁损是另一种类型的损耗,是当电机的磁场施加到定子铁芯时耗散磁能的结果。

机械损失包括电机部件(如轴承)和机器其他部件(如用于空气冷却的风扇)之间的摩擦。

杂散损耗是在铜损耗、铁损耗和机械损耗之后剩余的损耗。杂散损耗的最大份额是电机在负载下运行时产生的谐波能量。这些能量以铜绕组中的电流、铁组件中的谐波通量分量以及叠片铁芯中的泄漏的形式耗散。