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第五章 泵与风机运行
第五章 泵与风机的运行
§5-1 管路特性曲线及工作点
§5-2 泵与风机的联合工作
§5-3 运行工况的调节
§5-4 叶轮的切割与加长
§5-5 泵与风机运行中的主要问题
§5-1 管路特性曲线及工作点
引 言
目 的:掌握泵与风机的原理和性能。
运行角度:考虑管路系统对泵与风机运行性能的影响。
一、管路特性曲线
二、泵与风机的运行工作点
三、泵与风机运行工作点的稳定性
一、管路系统性能曲线
管路特性曲线:管路中通过的流量与所需要消耗的能头之间的关系曲线。
1、管路阻力计算:列断面A-A与1-1的伯努利方程
(5-1)
(5-1)
断面2-2与B-B的伯努利方程
(5-2)
(5-2)
在运行状态下所提供的总能头管路系统为输送液体所消耗的总能头,通称管路阻力
在运行状态下所提供的总能头
管路系统为输送液体所消耗的总能头,通称管路阻力
(5-3)
(5-3)
2、管路特性曲线方程
方程(5-3)等式的左边为管路为输送液体需要的总能头,可用Hc表示,则有:
(泵)
(泵)
p
pA、pB—需克服的吸入容器与输出容器中的压头差,m;
Ht—流体被提升的总高度,m;
Hw—输送流体时在管路系统中的总能头损失,m;
均与流量无关,称其为静压头,用
均与流量无关,称其为静压头,用Hst表示。
管路特性曲线方程:
管路特性曲线方程:
(风机
(风机)
3、管路特性曲线
管路系统能头与通过管路中流体流量的关系曲线。
对于泵: Hst称为管路系统的静能头;
对于风机: ,即管路系统的静能头为零。
二、泵与风机的运行工况点
1
1、同比例
的性能曲线的交点;
2、实质:反映了两者的能量供与求的平衡关系。
三、泵与风机运行工况点的稳定性
1、稳定工况点条件是:
2、不稳定工况点条件是:
3、有驼峰→不稳定工作区→喘振。
【例 1-3】某电厂循环水泵的H-qV、h-qV曲线,如右图中的实线所示。试根据下列已知条件绘制循环水管道系统的性能曲线,并求出循环水泵向管道系统输水时所需的轴功率。
已知:管道的直径d =600mm,管长l=250m,局部阻力的等值长度le=350m,管道的沿程阻力系数l=0.03,水泵房进水池水面至循环水管出口水池水面的位置高差Hz=24m(设输送流体的密度r=998.23kg/m3,进水池水面压强和循环水管出口水池水面压强均为大气压)。
【解】 由流体力学知道,当考虑了局部阻力的等值长度后,管道系统的计算长度l0为:
l0=l+le=250+350=600(m)
所以,为克服流动阻力而损失的能量为:
由于吸水池液面压强和循环水管出口处水池液面压强均为大气压,即
则管路系统性能曲线方程为:
上式中流量的单位是m3/s,而性能曲线图上流量的单位为m3/h,故必须换算后方能代入管路性能曲线方程中。根据计算结果,列出管道性能曲线上的对应点如下:
qV
(m3/h)
0
1000
2000
3000
4000
(m3/s)
0
0.278
0.556
0.833
1.111
Hc
m
24
25.48
29.91
37.31
47.65
由上表数据即可绘制出管路性能曲线如上图中的红色线所示。
红色线和泵本身的性能曲线H-qV 的交点即为该循环水泵在此系统输水时的运行工况点。由图不难查出,其工作参数为:qV =3100m3/h,H =38m,h =90%。
所以该循环水泵工作时所需要的轴功率为:
§5-2 泵与风机的联合工作
引 言
一、泵与风机的并联运行
二、泵与风机的串联运行
引 言
1、泵与风机在管路系统中的运行工况点:
两者性能曲线的交点
两者性能曲线的交点。
反映了两者能量供与求的平衡关系
泵与风机
管路系统
2、联合工作需求:
从主要安全、经济和容量三个方面考虑。
一、泵与风机的并联运行(以泵为例)
1、什么是并联运行
两台或两台以上的泵向同一压力管路输送流体时的运行方式。
2、并联运行的目的
一般来说,并联运行的主要目的包括:增大流量;台数调节;一台设备故障时,启动备用设备。
3、并联运行的特点
并联各泵所产生的扬程均相等;而并联后的总流量为并联各泵所输送的流量之和。即:
泵并联后的性能曲线的作法:把并联各泵的性能曲线H-qV上同一扬程点的流量值相加。
4、并联运行工况点
5、并联运行时应注意的问题
(1)宜适场合:Hc-qV较平坦,H-qV 较陡。
(2)安全性:经常并联运行的泵, 应由qVmaxTHg(或Hd) T防止汽蚀;对于离心泵和轴流泵, 应按Pshmax T Pgr T驱动电机不致过载。
(3)经济性:对经常并联运行的泵,为保证并联泵运行时都在
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