[工學]水泵與水泵站

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1、§2.7離心泵裝置定速運行工況2.7.1工況點水泵瞬時工況點：水泵運行時，某一瞬時的出水流量、揚程、軸功率、效率及吸上真空高度等稱水泵瞬時工況點。決定離心泵裝置工況點的因素（1）水泵本身型號；（2）水泵實際轉(zhuǎn)速；（3）管路系統(tǒng)及邊界條件。2.7.2管路系統(tǒng)的特性曲線管路總水頭損失管道水頭損失特性曲線0Q管道系統(tǒng)特性曲線0QMKDHSTHSTQQMHQ-ΣHQ-HΣH2.7.3圖解法求離心泵裝置的工況點（１）直接法離心泵裝置的工況點HMK1QKQD閥門全開時，為極限工況點MHSTQQMHQ-ΣhQ-H（２）折

2、引法離心泵裝置的工況點Q’-H’M1HMΣh2.7.4離心泵裝置工況點的改變泵的工作點由兩條特性曲線所決定，因而改變其中之一或者同時改變即可實現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。(1)自動調(diào)節(jié)AQAQCCQBBQH設有前置水塔時(2)人工調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥門；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)葉輪；水泵的聯(lián)合運行優(yōu)點：調(diào)節(jié)流量，簡便易行，可連續(xù)變化缺點：關(guān)小閥門時增大了流動阻力，額外消耗了部分能量，經(jīng)濟上不夠合理。QAAHQQBB改變閥門開度B12.7.5數(shù)解法求離心泵裝置的工況點原理：擬合Q-H曲線，與管道系統(tǒng)特性曲線聯(lián)立求解工況點。擬合Q-H曲線(1)

3、H——水泵的實際揚程(MPa)；Hx——水泵在Q=0時所產(chǎn)生的虛總揚程(MPa)；hx——相應于流量為Q時，泵體內(nèi)的虛水頭損失之和。hx=SxQmMPaSx——泵體內(nèi)虛阻耗系數(shù);m——指數(shù)。(2)§2.8離心泵裝置調(diào)速運行工況2.8.１葉輪相似定律葉輪相似定律是基于工況相似的基礎上的。凡是兩臺水泵能滿足幾何相似和運動相似，就成為工況相似水泵。幾何相似：兩個葉輪主要過流部分一切相對應的尺寸成一定比例，所有的對應角相等。b2、b2m——實際泵與模型泵葉輪的出口寬度；D2、D2m——實際泵與模型泵葉輪的外徑；——

4、比例。運動相似的條件是：兩葉輪對應點上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相應點上水流的速度三角形相似。在幾何相似的前題下，運動相似就是工況相似。葉輪相似定律有三個方面：1、第一相似定律——確定兩臺在相似工況下運行水泵的流量之間的關(guān)系。2、第二相似定律——確定兩臺在相似工況下運行水泵的揚程之間的關(guān)系。3、第三相似定律——確定兩臺在相似工況下運行水泵的軸功率之間的關(guān)系。實際使用中，如果實際泵和模型泵的尺寸相差不太大且相似的話，可近似認為三種效率都不隨尺寸變化而變化。相似定律可化簡為：2.8.2相似定律

5、的特例——比例律把相似定律應用于以不同轉(zhuǎn)速運行的同一臺葉片泵，則可得到比例律：1、比例律應用的圖解方法(1)已知水泵轉(zhuǎn)速為nl時的(Q—H)l曲線，但所需的工況點，并不在該特性曲線上，而在坐標點A2(Q2，H2)處?，F(xiàn)問；如果需要水泵在A2點工作，其轉(zhuǎn)速n2應是多少?(2)已知水泵nl時的(Q—H)l曲線，試用比例律翻畫轉(zhuǎn)速為n2時的(Q—H)2曲線。問題(1)：求“相似工況拋物線”求A點：相似工況拋物線與(Q—H)l線的交點。求n2A1QHQ-HA2(2)在(Q—H)l線上任取a、b、c、d、e、f點；利

6、用比例律求(Q—H)2上的a’、b’、c’、d’、e’、f’……作(Q—H)2曲線。同理可求(Q—N)2曲線。QHQ-HA2abdcefQ-H求(Q—η)2曲線。在利用比例律時，認為相似工況下對應點的效率是相等的，將已知圖中a、b、b、d等點的效率點平移即可。注：只有在高效段內(nèi)，相似工況拋物線才和實際的等效率曲線吻合。定速運行與高速運行比較：泵站調(diào)速運行的優(yōu)點表現(xiàn)于(1)省電耗(即N’B2＜NB2)。(2)保持管網(wǎng)等壓供水(即HST基本不變)2、比例律應用的數(shù)解方法同樣采用虛總揚程法(1)(2)2.8.３相

7、似準數(shù)—比轉(zhuǎn)數(shù)(ns)１、我們把水泵分為若干相似的群，每個群都以一臺標準泵（模型泵）為代表.在最高效率下，當有效功率Nu＝735.5W(1HP)，揚程Hm＝1m，流量m3／s。這時該模型泵的轉(zhuǎn)數(shù)，就叫做與它相似的實際泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns。代入I式，ns是相似定律在葉片泵中具體應用。反映泵共性的綜合性特征數(shù)，是水泵規(guī)格化的基礎，又叫相似準數(shù)。將模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入注：(1)Q和H是指水泵最高效率時的流量和揚程，也即水泵的設計工況點。(2)比轉(zhuǎn)數(shù)ns是根據(jù)所抽升液體的容重γ＝1000kg／

8、m3時得出的。(3)Q和H是指單吸、單級泵的流量和揚程。(4)比轉(zhuǎn)數(shù)不是無因次數(shù)，它的單位是“r／min”。2、對比轉(zhuǎn)數(shù)的討論(1)比轉(zhuǎn)數(shù)(ns)反映實際水泵的主要性能。當轉(zhuǎn)速n一定時，ns越大，水泵的流量越大，揚程越低。ns越小，水泵的流量越小，揚程越高。(2)葉片泵葉輪的形狀、尺寸、性能和效率都隨比轉(zhuǎn)數(shù)而變的。用比轉(zhuǎn)數(shù)ns可對葉片泵進行分類。要形成不同比轉(zhuǎn)數(shù)ns，在構(gòu)造上可改變?nèi)~輪的外徑(D2)和減小內(nèi)徑(D