6水泵与水泵站9.23(水泵运行工况及工况调节)2.7讲解.ppt

2.7 离心泵装置定速运行工况 2.7工况点 水泵瞬时工况点：水泵运行时，某一瞬时的出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度等称水泵瞬时工况点。 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）管路系统及边界条件。 泵所在的管路状况1 以图所示的输送系统分析，两液面恒定管道直径不变。则提升液体时，泵所需提供的扬程：（列柏努利方程） He=△Z+ △P/ ρg + △u2/2g+∑hf 用管道中水头损失及扬升液体高度计算时： ( H=Hst+ ∑h ) 由于∑hf =SQ2， 上式可化成: He =K+ SQ2 泵所在的管路状况2 由公式：He =K+ SQ2 ，可绘图: 综： （1）在特定的管路中输送液体时， 管路所需的扬程随所输送液体流量 的平方而变。相应的Q e- He曲线为 管路特性曲线。 （2）管道系统中，通过的流量不同， 单位重量液体所消耗的能量也不同。 (3)曲线的形状由管路布局与操作条 件来确定，与泵的性能无关. 2.7.4离心泵装置工况点的改变 泵的工作点由两条特性曲线所决定，因而改变其中之一或者同时改变即可实现流量的调节。 (1)自动调节 (2)人工调节 　调节阀门；调节转速； 调节叶轮；水泵的联合运行 优点：调节流量，简便易行，可连续变化 缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能量，经济上不够合理。 2.7.5数解法求离心泵装置的工况点 　　　原理：拟合Q-H曲线，与管道系统特性曲线联立求解工况点。 拟合Q-H曲线 (1) H——水泵的实际扬程(MPa)； Hx——水泵在Q=0时所产生的虚总扬程(MPa)； hx——相应于流量为Q时，泵体内的虚水头损失之和。 hx =SxQmMPa Sx——泵体内虚阻耗系数; m——指数。 (2) § 2.8 离心泵装置调速运行工况 2.8.１叶轮相似定律 　　几何相似：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。 b2、b2m ——实际泵与模型泵叶轮的出口宽度； D2、D2m——实际泵与模型泵叶轮的外径； ——比例。 运动相似的条件是：两叶轮对应点上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相应点上水流的速度三角形相似。 在几何相似的前题下，运动相似就是工况相似。 2.8.2相似定律的特例——比例律 把相似定律应用于以不同转速运行的同一台叶片泵，则可得到比例律： 1、比例律应用的图解方法 (1)已知水泵转速为nl时的(Q—H)l曲线，但所需的工况点，并不在该特性曲线上，而在坐标点A2(Q2，H2)处。现问；如果需要水泵在A2点工作，其转速n2应是多少? (2)已知水泵nl时的(Q—H)l曲线，试用比例律翻画转速为n2时的(Q—H)2 曲线。 问题(1)：求“相似工况抛物线” 求A点：相似工况抛物线与(Q—H)l线的交点。 求n2 定速运行与高速运行比较： 泵站调速运行的优点表现于 (1)省电耗(即N’B2＜NB2)。 (2)保持管网等压供水(即HST基本不变) 2、比例律应用的数解方法 (1) (2) 2.8.３相似准数—比转数(ns) １、模型泵：在最高效率下，当有效功率Nu＝735.5 W(1HP)，扬程Hm＝1m，流量 m3／s。 这时该模型泵的转数，就叫做与它相似的实际泵的比转数ns 。 将模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入 注：(1)Q和H是指水泵最高效率时的流量和扬程，也即水泵的设计工况点。 (2)比转数ns是根据所抽升液体的容重γ＝1000kg／m3时得出的。 (3)Q和H是指单吸、单级泵的流量和扬程。 (4)比转数不是无因次数，它的单位是“r／min”。 2、对比转数的讨论 (1)比转数(ns) 反映实际水泵的主要性能。 当转速n一定时，ns越大，水泵的流量越大，扬程越低。 ns越小，水泵的流量越小，扬程越高。 (3)相对性能曲线 　　ns越小：Q—H曲线就越平坦； 　　Q＝0时的N值就越小。因而，比转数低的水泵，采用闭闸起动时，电动机属于轻载起动，起动电流减小； 效率曲线在最高效率点两则下降得也越和缓。 2.8.4调速途径及调速范围 1、调速途径 (1)电机转速不变，通过中间偶合器以达到改变转速的目的。 采用液力偶合器对叶片泵机组可进行无级调运，可以大量节约电能，并可使电动机空载(或轻载)启动 ，热能损耗多。 (2)电机本身的转速可变。 改变电机定子电压调速，改变电机