1、 2.7 離心泵裝置定速運(yùn)行工況,2.7.1工況點(diǎn) 水泵瞬時工況點(diǎn)：水泵運(yùn)行時，某一瞬時的出水流量、揚(yáng)程、軸功率、效率及吸上真空高度等稱水泵瞬時工況點(diǎn)。 決定離心泵裝置工況點(diǎn)的因素 （1）水泵本身型號； （2）水泵實際轉(zhuǎn)速； （3）管路系統(tǒng)及邊界條件。,2.7.2管路系統(tǒng)的特性曲線 管路總水頭損失,管道水頭損失特性曲線,管道系統(tǒng)特性曲線,M,K,D,HST,HST,Q,QM,H,Q-H,Q-H,H,2.7.3圖解法求離心泵裝置的工況點(diǎn) （）直接法,離心泵裝置的工況點(diǎn),HM,K1,QK,QD,閥門全開時， 為極限工況點(diǎn),HST,Q,QM,H,Q-h,Q-H,（）折引法,離心泵裝置的工況點(diǎn),Q-H

2、,M1,HM,h,2.7.4離心泵裝置工況點(diǎn)的改變 泵的工作點(diǎn)由兩條特性曲線所決定，因而改變其中之一或者同時改變即可實現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。 (1)自動調(diào)節(jié),A,QA,設(shè)有前置水塔時,(2)人工調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)閥門；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速； 調(diào)節(jié)葉輪；水泵的聯(lián)合運(yùn)行,優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)流量，簡便易行，可連續(xù)變化 缺點(diǎn)：關(guān)小閥門時增大了流動阻力，額外消耗了部分能量，經(jīng)濟(jì)上不夠合理。,QA,A,H,Q,改變閥門開度,B1,2.7.5數(shù)解法求離心泵裝置的工況點(diǎn) 原理：擬合Q-H曲線，與管道系統(tǒng)特性曲線聯(lián)立求解工況點(diǎn)。,擬合Q-H曲線 (1) H水泵的實際揚(yáng)程(MPa)； Hx水泵在Q=0時所產(chǎn)生的虛總揚(yáng)程(MPa)； hx相應(yīng)于流量為

3、Q時，泵體內(nèi)的虛水頭損失之和。 hx =SxQmMPa Sx泵體內(nèi)虛阻耗系數(shù); m指數(shù)。 (2), 2.8 離心泵裝置調(diào)速運(yùn)行工況,2.8.葉輪相似定律 葉輪相似定律是基于工況相似的基礎(chǔ)上的。 凡是兩臺水泵能滿足幾何相似和運(yùn)動相似，就成為工況相似水泵。,幾何相似：兩個葉輪主要過流部分一切相對應(yīng)的尺寸成一定比例，所有的對應(yīng)角相等。 b2、b2m 實際泵與模型泵葉輪的出口寬度； D2、D2m實際泵與模型泵葉輪的外徑； 比例。,運(yùn)動相似的條件是：兩葉輪對應(yīng)點(diǎn)上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相應(yīng)點(diǎn)上水流的速度三角形相似。 在幾何相似的前題下，運(yùn)動相似就是工況相似。,葉輪相似定律有三個方面

4、： 1、第一相似定律確定兩臺在相似工況下運(yùn)行水泵的流量之間的關(guān)系。 2、第二相似定律確定兩臺在相似工況下運(yùn)行水泵的揚(yáng)程之間的關(guān)系。 3、第三相似定律確定兩臺在相似工況下運(yùn)行水泵的軸功率之間的關(guān)系。,實際使用中，如果實際泵和模型泵的尺寸相差不太大且相似的話，可近似認(rèn)為三種效率都不隨尺寸變化而變化。 相似定律可化簡為：,2.8.2相似定律的特例比例律 把相似定律應(yīng)用于以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同一臺葉片泵，則可得到比例律：,1、比例律應(yīng)用的圖解方法 (1)已知水泵轉(zhuǎn)速為nl時的(QH)l曲線，但所需的工況點(diǎn)，并不在該特性曲線上，而在坐標(biāo)點(diǎn)A2(Q2，H2)處?，F(xiàn)問；如果需要水泵在A2點(diǎn)工作，其轉(zhuǎn)速n2應(yīng)是多

5、少? (2)已知水泵nl時的(QH)l曲線，試用比例律翻畫轉(zhuǎn)速為n2時的(QH)2 曲線。,問題(1)：求“相似工況拋物線” 求A點(diǎn)：相似工況拋物線與(QH)l線的交點(diǎn)。 求n2,(2)在(QH)l線上任取a、b、c、d、e、f點(diǎn)； 利用比例律求(QH)2上的a、b、c、d、e、f作(QH)2曲線。 同理可求(QN)2曲線。,Q,H,Q-H,A2,Q-H,求(Q)2曲線。 在利用比例律時，認(rèn)為相似工況下對應(yīng)點(diǎn)的效率是相等的，將已知圖中a、b、b、d等點(diǎn)的效率點(diǎn)平移即可。,注：只有在高效段內(nèi)，相似工況拋物線才和實際的等效率曲線吻合。,定速運(yùn)行與高速運(yùn)行比較： 泵站調(diào)速運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)于 (1)省電

6、耗(即NB2NB2)。 (2)保持管網(wǎng)等壓供水(即HST基本不變),2、比例律應(yīng)用的數(shù)解方法 同樣采用虛總揚(yáng)程法 (1) (2),2.8.相似準(zhǔn)數(shù)比轉(zhuǎn)數(shù)(ns) 、模型泵：在最高效率下，當(dāng)有效功率Nu735.5 W(1HP)，揚(yáng)程Hm1m，流量 m3s。 這時該模型泵的轉(zhuǎn)數(shù)，就叫做與它相似的實際泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns 。,將模型泵的Hm1m，Qm0.075m3s代入 注：(1)Q和H是指水泵最高效率時的流量和揚(yáng)程，也即水泵的設(shè)計工況點(diǎn)。 (2)比轉(zhuǎn)數(shù)ns是根據(jù)所抽升液體的容重1000kgm3時得出的。 (3)Q和H是指單吸、單級泵的流量和揚(yáng)程。 (4)比轉(zhuǎn)數(shù)不是無因次數(shù)，它的單位是“rmin”。,2、

7、對比轉(zhuǎn)數(shù)的討論 (1)比轉(zhuǎn)數(shù)(ns) 反映實際水泵的主要性能。 當(dāng)轉(zhuǎn)速n一定時，ns越大，水泵的流量越大，揚(yáng)程越低。 ns越小，水泵的流量越小，揚(yáng)程越高。,(2)葉片泵葉輪的形狀、尺寸、性能和效率都隨比轉(zhuǎn)數(shù)而變的。用比轉(zhuǎn)數(shù)ns可對葉片泵進(jìn)行分類。 要形成不同比轉(zhuǎn)數(shù)ns，在構(gòu)造上可改變?nèi)~輪的外徑(D2)和減小內(nèi)徑(D0)與葉槽寬度(b2)。,(3)相對性能曲線 ns越?。篞H曲線就越平坦； Q0時的N值就越小。因而，比轉(zhuǎn)數(shù)低的水泵，采用閉閘起動時，電動機(jī)屬于輕載起動，起動電流減?。?效率曲線在最高效率點(diǎn)兩則下降得也越和緩。,2.8.4調(diào)速途徑及調(diào)速范圍 1、調(diào)速途徑 (1)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，通過中間

8、偶合器以達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。 采用液力偶合器對葉片泵機(jī)組可進(jìn)行無級調(diào)運(yùn)，可以大量節(jié)約電能，并可使電動機(jī)空載(或輕載)啟動 ，熱能損耗多。 (2)電機(jī)本身的轉(zhuǎn)速可變。 改變電機(jī)定子電壓調(diào)速，改變電機(jī)定子極數(shù)調(diào)速，改變電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速，串級調(diào)速以及變頻調(diào)速等多種。,2、在確定水泵調(diào)速范圍時，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： (1)調(diào)速水泵安全運(yùn)行的前提是調(diào)速后的轉(zhuǎn)速不能與其臨界轉(zhuǎn)速重合、接近或成倍數(shù)。 (2)水泵的調(diào)速一般不輕易地調(diào)高轉(zhuǎn)速。 (3)合理配置調(diào)速泵與定速泵臺數(shù)的比例。 (4)水泵調(diào)速的合理范圍應(yīng)使調(diào)速泵與定速泵均能運(yùn)行于各自的高效段內(nèi)。, 2.8 離心泵裝置換輪運(yùn)行工況,2.8.1切削律,注意：切削律是建于大量感性試驗資料的基礎(chǔ)上。如果葉輪的切削量控制在一定限度內(nèi)時，則切削前后水泵相應(yīng)的效率可視為不變。 此切削限量與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)。,2.8.2切削律的應(yīng)用 1、切削律應(yīng)用的兩類問題 (1)已知葉輪的切削量，求切削前后水泵特性曲線的變化。 (2)已知要水泵在B點(diǎn)工作，流量為QB，揚(yáng)程為HB，B點(diǎn)位于該泵的(Q-H)曲線的下方?，F(xiàn)使用切削方法，使水泵的新持性曲線通過B點(diǎn)，要求：切削后的葉輪直徑D2 是多少?需要切削百分之幾?是否超過切削限量?,(1)解決這一類問題的方法歸納為“選點(diǎn)、計算、立點(diǎn)、連線”四個步驟。,Q,H,Q-H,Q-H,0,(2) 求“切削拋物線” 求A點(diǎn)坐標(biāo)：切削拋物線