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第四章 水泵运行工况及工况调节 第三讲
第四章 水泵运行工况及工况调节 内容: 水泵装置的总扬程、运行工况及工况调节(调 速调节、变径调节、变角调节、闸阀节流调 节)、离心泵的并联及串联运行。 重点及难点:水泵运行工况及确定、离心泵的并联 及串联运行。 要求:要求学生熟练掌握运行工况是如何确定的、离 心泵并联运行的图解法。掌握装置总扬程、变 速运行、变径运行、节流调节。 第四章 水泵运行工况及工况调节 4.1 水泵运行工况的确定 1、装置需要扬程与管路特性曲线 2、水泵运行工况点的确定 4.2 水泵并联及串联运行工况 1、水泵并联运行工况 2、水泵串联运行工况 4.3 水泵工况调节 1、变速调节 2、变径调节 3、变角调节 4、节流调节 5、调节方法的比较 4.3 水泵工况调节 水泵工况点是水泵性能曲线和装置需能曲线的 交点,工况点并不是恒定不变的,只要两者之一发 生变化,工况点就要随之变化。因此,通常通过改 变水泵性能曲线(变速调节、变径调节、变角调 节)或改变装置需能曲线(闸阀节流)的方法调节 水泵的运行工况,来满足用户对流量、水压的要求。 变速调节的基本理论是比例律,比例律公式: 这三个公式反映出转速改变时,水泵主要性能变化规 律 。根据城镇管网中用水量的变化,充分利用调速特性,满足用 户的要求,保证水泵在高效段内工作。 一、比例律的应用:在泵站的设计和运行中,最常见的三种情 况:1)已知水泵转速n1下的(Q-H)1扬程特性曲线,所需的工况点A2 (Q2、H2)不在(Q-H)1上,求水泵工作在A2点时的转速。2)根据水 泵的静扬程和水泵最高效率点确定水泵的运行转速。3)已知转速n1时 的(Q-H)1曲线,画出n2时的(Q-H)2曲线。 1、根据用户的要求确定水泵转速。 已知水泵转速n1下的(Q-H)1扬程特性曲线,所需的工况点 A2(Q2、H2)不在(Q-H)1上,求水泵工作在A2点时的转速。 根据比例律公式: 即:H=kQ2------此线称工况相似抛物线 计算(将A点的坐标代入式H=kQ2求出K值)并 绘制H=kQ2 曲 线与n1下的(Q-H)1曲线交于A1(Q1、H1)。 A1点为A2点的工況相似点即得: n2= n1 2、根据水泵最高效率点确定转速 已知水泵工作时的静扬程为HST, 泵运行时的工况点A1不在高效率点, 为了保持水泵在最高效率点运行,可 改变转速满足要求。 通过水泵高效点A的相似工况 抛物线方程为: 绘制相似工况抛物线与装置需能特 性曲线交于B (QB、HB)点,A 点和B点相似。则: 3、 绘制变速后的水泵特性曲线 已知n1与的(Q-H)求n2下的(Q-H)2 ,在(Q-H)曲线上取5 -7个点,利用相似工况抛物线,求出与(Q-H)曲线相对的相 似工况点。即得n2下的 (Q-H)2曲线。 轴功率特性曲线按 转换得(Q-P)2曲线。 效率特性曲线利用工况 相似点的效率相等求得。 例题:某水泵转速n1=950r/min时的(Q-H)1曲线。其管 道系统特性曲线方程式为H=10+17500Q2 (Q以m3/s计)。 试问:(1)该水泵装置工况点的QA与HA值。 (2)保持静扬程为10m。流量下降33.3% 时,其转速n2应降为多少r/min? 二、水泵调速途径和调速范围 水泵调速的目的:在满足用户要求的前提下安 全、节能。 水泵调速的途径:1)在电动机转速不变的情况 下,通过水泵与电动机之间安装调速机构进行调 节。2)通过改变电动机转速(电机定子极数调 速、变频调速、调节转差率)改变水泵转速。 水泵调速时应注意的几个问题: 1、调速泵安全运行的前提是调速后的转速不能与其临界转速(水 泵产生共振时的转速称为临界转速nc)重合、接近或成倍数。
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