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第二章 叶片式水泵-2.ppt
第二章 叶片式水泵 2.6 离心泵的特性曲线 2.7 离心泵装置定速运行工况 2.8 离心泵装置调速运行工况 2.9 离心泵装置换轮运行工况 2.10 离心泵并联及串联运行工况 2.6 离心泵的特性曲线 2.6.1 离心泵的特性曲线 特性曲线 ——在一定转速下,离心泵的扬程、功率、效率等随流量的变化关系称为特性曲线。 它反映泵的基本性能的变化规律,可做为选泵和用泵的依据。 2.6.2 理论特性曲线的定性分析 (1) 水力损失ηh: 泵体内有摩阻、冲击损失消耗一部分功率,使水泵的总效率下降。 理论功率曲线: NT=ρgQTHT=ρgQT(A-BQT)=AρgQT-BρgQ2T 后弯式: B0, 理论功率为下凹抛物线; Q↑,H↓,N 缓慢增加,电机工作平稳。 前弯式: B0, 理论功率为上凹抛物线; Q↑,H ↑, N 增加较快 ,电机易超载,不宜选电机。 径向式: B=0, 理论功率为过原点的直线; 结论: 目前离心泵的叶轮几乎一律采用后弯式叶片(β2=20°~30°左右)。 后弯叶片的特点是随扬程增大,水泵的流量减小,因此,其相应的Q-N曲线也将是一条比较平缓上升的曲线; 电动机可稳定在一个功率变化不大的范围内有效地工作。 (1) Q-H: 随着流量Q ↑,扬程H ↓。 (2) Q-η: 水泵的高效段:在一定转速下,离心泵存在一最高效率点,称为设计点(Q0,H0)。该水泵效率较高的区段在一定范围内(不低于最高效率点10%左右) ,在水泵样本中,用两条波形线 标出。 (3) Q-N: 流量Q ↑,轴功率 N ↑, Q=0,轴功率最小,但 N≠0,消耗于机械损失。( “闭闸启动”见P32 ) 电机配套功率的选择应比水泵轴功率稍大。 (4) Q-Hs: 水泵实际吸水真空值必须小于Q-HS曲线上的相应值,否则,水泵将会产生气蚀现象。 (6) 水泵输送液体的粘度越大,泵体内部的能量损失愈大,水泵 H、Q都减小,η下降,而N却增大,水泵特性曲线将发生改变。 输送黏度大的液体泵的特性曲线应换算后才能使用。 小结 特性曲线上任意一点A各项纵坐标值: 1. 扬程 HA: 当水泵的流量为QA时,每1kg水通过水泵后其能量的增值为HA。或者说,当水泵的流量为QA时,水泵能够提供给每1kg水的能量为HA。 2.功率 NA: 当水泵的流量为QA时,泵轴上所消耗的功率(kW)。 3. 效率ηA: 当水泵的流量为QA时,水泵的有效功率占其轴功率的百分数(% )。 2.7 离心泵装置定速运行工况 2.7.1 工况点 (1)水泵工况: 指水泵在某个瞬时的实际工作状态。 (2)水泵瞬时工况点: 水泵运行时,某一瞬时的出水Q、H、N、η及HS。 (3)水泵装置的工况点: 水泵的特性曲线与管道系统特性曲线的交点。 2.7 离心泵装置定速运行工况 (4)决定离心泵装置工况点的因素: 1)水泵本身型号; 2)水泵实际转速; 3)管路系统的布置及水池、水塔的水位值和变动等边界条件。 水泵的设计扬程: 2.7.3 图解法求水箱出流的工况点 1. 直接法 2.7.3 图解法求水箱出流的工况点 2. 折引法 水泵装置的平衡工况点 : 点K:则Hk1Hk2,供需失去平衡,多余的能量就会使管道中流速增大,从而使流量增加,直增至M点为止; 点D:则HD1HD2,由于能量不足,管中流速降低,流量随着减少,直减至M为止。 极限工况点: 若管路上的所有闸阀全开,那么M点为该装置的极限工况点。 原理: 拟合Q-H曲线与管道系统特性曲线联立求解工况点。 (1) 抛物线法(虚拟特性曲线) 2.7.6 离心泵装置工况点的改变 水泵的工况点是由水泵特性曲线和管路特性曲线共同决定的,是能量供给与消耗相平衡的结果,符合能量守恒定律,若二者之一改变,工况点就会改变。 改变工况点的方法: 1. 自动调节 2. 阀门调节(节流调节) 2.8 离心泵装置调速运行工况 2.8.1 叶轮相似定律 (1)几何相似条件: 两个叶轮主要过流部分一切相对应的尺寸成一定比例,所有的对应角相等。 2.8.1 叶轮相似定律 (2)运动相似条件: 两叶轮对应点上水流的同名速度方向一致,大小互成比例。即相应点上水流的速度三角形相似。
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