选泵中效率计算问题选泵中效率计算问题.doc

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选泵中效率计算问题选泵中效率计算问题

选泵中效率计算问题 ——选泵的节能技术 华东建筑设计研究院有限公司 马信国 摘要:本文阐述了离心水泵效率影响因素,在工程设计中,依照国家标准规定确定水泵效率,合理匹配电机功率,尽量使水泵运行在高效区内。通过案例说明选用高效优质产品重要性,建议在设备材料表中增加水泵节能效率值。 关键词:离心泵、效率标准、轴功率、节能评价值 前言 水泵是建筑给排水设计的常用设备,选用高效率水泵,节省日常运行耗电量,满足工程建设需要,是广大工程师追求的目标之一,也是节能技术的一个重要内容。但是如何确定水泵效率,是选泵中面临的一个难题。 离心泵轴功率与电机功率 离心泵在实际运转中由于存在容积损失(即泄漏损失)、水力损失(水流在水泵内的摩阻、冲击损失)和机械损失(转动的叶轮和泵轴同固定泵壳等轴承的摩擦损失),造成水泵的效率降低;离心泵的效率是机械、容积和水力三种效率的乘积 图1 离心泵性能曲线 表 1 K值 表2 水泵轴功率与配用电机功率 不同型号泵的特性曲线不同,但均有以下三条曲线: (1)Q~H曲线,表示流量和扬程关系。特点是其扬程随流量增大而减小。在Q~H曲线上有两条波折线,指示在这条波折线范围内水泵的效率较高。 (2)Q~η曲线表示流量和效率关系。其中效率最高点A0表明该泵对应的流量QA和扬程HA下工作最为经济。这条曲线的变化趋势是 流量由 小 中 大, 效率由 低 高 低。 (3)Q~N轴曲线表示泵的流量和轴功率关系。其特点是流量由小到大,轴功率也由小到大,在流量为零时轴功率最小。 (4)上述三条曲线均在一定转速下测定。故在特性曲线图上需注明转速n值。总之,离心泵的特性曲线反映了水泵在一定转速下其扬程、效率和轴功率随流量变化的规律。必须指出的是各种型号的离心泵都有其本身独有的特性曲线,它不受管路特性的影响。 离心泵的效率标准 4.1国家标准《离心泵效率》(GB/T13007-91)规定了离心泵的效率标准。见表3和表4。 需要说明的是,表3、表4中A栏数值为水泵最高点效率,B栏数值为高效区的临界点效率,超出临界点,水泵效率下降很快;表中的效率值是比转数,ns=120~210的数值。当水泵的比转数小于120或大于210时,其相对应效率值应予修正,具体修正值可按GB/T13007-91规定。 从表3和表4可知,离心泵的效率特征是: 水泵效率随着流量增大而增大,一般在建筑用的给水泵流量范围内,小泵流量(5~30m3/h)其效率大致在55%~65%之间;中泵流量(30~150m3/h)其效率大致在70%~75%之间;大泵流量(150m3/h)可达75%~85%之间; 单级水泵效率在同等流量下,要比多级水泵效率高,平均约高出5%。 水泵高效区的范围大致在最高效率的90%。 表3 单级离心泵效率 表4 多级离心水泵效率 4.2 比转数ns意义 水泵的比转数是体现水泵性能的重要参数,它与流量Q、扬程H、转速n有关,对于离心泵而言,比转数在120~210之间时水泵效率最高。 比转数ns计算公式 (3) 式中:Q — 流量(m3/s) H — 扬程(m) n —转速(r/min)(转/分) 从上式可知: 比转数随扬程H增大而减小,随流量增大而增大,说明低比转数水泵扬程高,流量小,而高比转数水泵流量大,扬程小。 根据水泵的比例定律,转速提高,其流量相应增大,则效率也增大,在一定比转数范围内,提高转速可提高水泵效率 4.3 标准效率下的水泵扬程 根据公式(3)可以推求出在比转数ns为120~210,转速n为2900转/分时的扬程计算公式 (m) (4-1) 式中:Q — 流量(m3/s) 同理可以推求出在比转数ns为120~210,转速n为1450转/分时的扬程计算公式 (m) (4-2) 将公式(4)代入表3,得常用单级离心泵在最高效率下的最佳扬程。 表5 单级离心泵最佳扬程 Q(m3/h) 5 10 15 20 25 30 40 50 η(%) 58 64 67.2 69.4 70.8 72.0 73.8 74.9 H n=2900 2.3~4.9 3.7~7.8 4.8~10.2 5.8~12.3 6.8~14.2 7.6~16.1 9.2~19.4 10.7~22.6 n=1450 0.92~1.93 1.46~3.1 1.92~4.0 2.3~4.9 2.7~5.7 3.0~6.4 3.7~7.7 4.3~9.0 Q(m3/h) 60 70 80 90 100 150 200 300 η(%) 75.8 75.5 77.0 77.6 78.0 79.8 80.8

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