泵与泵站27.ppt

2.7 离心泵装置定速运行工况 一、管道系统特性曲线 二、图解法求水箱出流的工况点 三、图解法求离心泵装置的工况点 四、离心泵装置工况点的改变 五、数解法求离心泵装置的工况点 基本概念 运行工况： 离心泵的特性曲线反映了离心泵潜在的工作能力，在实际的泵站工程，这种能力的就表现为某一瞬时的Q、H、N、?值。 水泵的实际工作状况和性能情况即相应于某一瞬时的Q、H、N、?值，我们把这些值在Q—H，Q—N，Q—?曲线上的位置称为工况点。 瞬时工况表征该水泵在该瞬时的工作能力。 影响工况的因素 A、水泵的型号 B、运作实际转速 C、配水管路系统及送水位置及其变动 一、 管道系统特性曲线 ——水流通过管道一定存在水头损失： ∑ h= ∑ hf+ ∑ hl 沿程损失=摩阻损失+局部损失 计算方法：①水力坡降法： ∑ hf = ∑i l ②比阻法： ∑ hf =∑Aksl Qi2 A—比阻 ks—流速或管壁的修正系数 故总水头损失可写为： ∑ h={∑Aksl + ∑ζ/[2g(πD2/4) ]} Q2 ——括号内的量对特定的管道系统是常数，可用管道特性系统表示 ： ∑ h=S Q2 S——与管道的长度，直径，管材，管件配置管壁粗糙度等有关。 一、 管道系统特性曲线 1、管道水头损失特性曲线： ∑ h–Q曲线为一条二次抛物线。其曲率大小由S决定，S越大，曲率越大。该曲线是管道系统工作特性分析的基础。 2、管道系统特性曲线： Q—（HST+∑ h） 将水泵装置的静扬程与一定流量下的水头损失结合起来，曲线上任一点表示水泵输送流量为QK时，将水提高HST，每单位重量液体所消耗的能量。 ——管道水头损失特性曲线，只表示在水泵装置管路系统中，当HST=0时，管道中水头损失与流量的关系曲线 ，此情况为管路系统特性曲线的特例。 二、 图解法求水箱出流的工况点（结合图2-35a） ——HK即表示水箱能够供给液体的比能（HK）也表示管道中通过QK时，消耗于摩阻上的液体比能（ ∑ hk) Q—水箱系统能够提供的能量 K—水箱出流工况点 ∑ h—达到一定的流量所需要消耗的能量 (图a)方法之一：在水箱水位不变时，管道中有稳定的流量QK出流。K点称为该水箱的工况点。Q降,则工况点向左下方移动。 (图b)方法二：（折引法）H =HK = ∑h k=SQK2 二、 图解法求水箱出流的工况点 ——K′即为该水箱出流的工况点。其流量为Q′K=QK水箱所提供的总比能全部消耗的情况也表示水箱能够提供的总比能与管道所消耗 的总比能相等的那个平衡点(K)。 ——折引法是将高位水箱的工作能量扣除了管道的水头损失后，把它折引到低位水箱的位置上来了。 三、 图解法求离心泵装置的工况点： 对于一套离心泵装置，在其管道系统特性一定，提升的静扬程一定情况下，提升的水流量约多少？ ——工况点分析即是解决此问题，有图解法和数解法两种。（图2-36）为图解法一 ——M点表示将水输送至高度为HST时，水泵供给的总比能，与管道所要求的总比能相等的那个点。称为水泵装置的平衡工况点。（工作点） ——只要外界条件不发生变化，水泵装置将稳定地在这点工作，其出水量为QM扬程为HM（=HST+ ∑h) 三、 图解法求离心泵装置的工况点： 分析：在K点时，泵供给水的总比能HK1﹥管道的要求总比能HK2，供﹥求，能量富裕△h值以动能形式使水流加速，流量加大，使水泵工况K向M点移动。 在D点时， D点泵供给水的比能HD1﹤管道的要求总比能HD2供﹤求，差值（HD2－HD1）使管道中水流能量不足，速度减缓，工况点D向M移动至M为止。 方法二：折引特性曲线法（图2-37） ——（Q－H)′为Q—H曲线减去Q － ∑h曲线后得到的曲线，称之为折引特性曲线，此时的纵坐标表示 水泵扣除相应流量下（管道）的水头损失后剩余的能量，此能量仅用于改变被抽升水的位能（HST），M点即为管道需要的总比能与水泵供给的总比能相等 的一点，即该 离心泵装置的工况点。 四、 离心泵装置的工况点改变 ——工况点（也是水泵的工作点）理论上是水泵的能量供给管道系统能量需求（消耗）平衡，一旦两者任一改变则工况点改变建立新的平衡。 ——在定速运转条件下，一般是由于管道特性曲线变化引起的，如：管网中水量的变化，管道堵塞、破裂或闸阀调节。 1、静扬程提高：城市给水管网夜间的工作情况（有前置水塔）晚间用水量减少，水塔中水位上升，即静扬程HST上升，水泵的工况点沿Q–H向流量小一侧（A→）移动