泵和泵站第二章葉片式水泵

1、第二章 葉片式水泵,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,把這些值在水泵特性曲線上的位置稱為工況點。 決定離心泵裝置工況點的因素 水泵本身型號； 水泵實際轉(zhuǎn)速； 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,對于管道系統(tǒng)布置已經(jīng)確定的管路，其管長l、管徑D、比阻A、水力坡降i、局部阻力系數(shù)都相應確定,比阻A是單位流量通過單位長度管道所需水頭,水力坡度i是一定流量Q通過單位長度管道所需要的作用水頭,水泵的揚程公式,此時H表示流量為QA時將單位質(zhì)量的水提升到HA所需要的

2、能量,K1,H,M,HST,HST,Q,QM,H,Q-H,Q-H,2.7.3圖解法求離心泵裝置的工況點 直接法,離心泵裝置的工況點,HM,QM,HST,Q,H,Q-h,Q-H,折引法,離心泵裝置的工況點,M1,HM,M,2.7.4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)。 自動調(diào)節(jié) 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,閘閥調(diào)節(jié) 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,0,2.8 離心泵裝置調(diào)速運行工況,b2、b2m實際泵與模型泵葉輪的出口寬度； D2、D2m實際泵

3、與模型泵葉輪的外徑； 比例,2.8.葉輪相似定律 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,在幾何相似的前題下，運動相似就是工況相似,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,相似工況下兩葉輪出口速度三角形,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,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,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,效率相等,效率相等,效率相等,2.8.2相似定律的特例比例律 把相似定律應用于以

4、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(QH)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(QH)l曲線，試用比例律翻畫轉(zhuǎn)速為n2時的(QH)2 曲線,問題： 求調(diào)速運行時的n2 我們采用相似工況拋物線法求解,在(QH)l線上任取a、b、c、d、e、f點； 利用比例律求(QH)2上的a、b 、c 、d 、e 、f 作(QH)2曲線。 同理可求(QN)2曲線,求(Q)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

5、已知圖中a、b、b、d等點的效率點平移即可,定速運行與調(diào)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NB2NB2)。 (2)保持管網(wǎng)等壓供水(即HST基本不變,2.8.相似準數(shù)比轉(zhuǎn)數(shù)(ns) 1.模型泵： 在最高效率下，當有效功率Nu735.5W(1HP)，揚程Hm1m，流量 。 這時該模型泵的轉(zhuǎn)數(shù)，就叫做與它相似實際泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns,消去可得,將模型泵的Hm1m，Qm0.075m3s代入 Q和H是指最高效率時流量和揚程，也即水泵的設(shè)計工況點。 比轉(zhuǎn)數(shù)ns是根據(jù)所抽升液體容重1000kgm3時得出的。 Q和H是指單吸、單級泵的流量和揚程。 比轉(zhuǎn)數(shù)不是無因次數(shù)，它的單位是“rmin,2

6、.對比轉(zhuǎn)數(shù)的討論 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。 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(D0)與葉槽寬度(b2,相對性能曲線 ns越小：QH曲線就越平坦；Q0時的N值就越小。因而，比轉(zhuǎn)數(shù)低的水泵，采用閉閘起動時，電動機屬于輕載起動，起動電流減?。恍是€在最高效率點兩測下降得也越和緩。反之，當越大，Q-H曲線越陡降Q=0時的N值越大效率曲線高效點的左右下降越劇烈，這種類型的水泵最好用

7、于穩(wěn)定的工況下工作,功率相對性能曲線,圖247效率相對性能曲線,2.8.4調(diào)速途徑及調(diào)速范圍 1.調(diào)速途徑 電機轉(zhuǎn)速不變，通過中間偶合器以達到改變轉(zhuǎn)速的目的。 電機本身的轉(zhuǎn)速可變。 2.在確定水泵調(diào)速范圍時，應注意如下幾點： 調(diào)速水泵安全運行的前提是調(diào)速后的轉(zhuǎn)速不能與其臨界轉(zhuǎn)速重合、接近或成倍數(shù)。 水泵的調(diào)速一般不輕易地調(diào)高轉(zhuǎn)速。 合理配置調(diào)速泵與定速泵臺數(shù)的比例。 水泵調(diào)速的合理范圍應使調(diào)速泵與定速泵均能運行于各自的高效段內(nèi),2.9 離心泵裝置換輪運行工況,注意：切削律是建于大量感性試驗資料的基礎(chǔ)上。如果葉輪的切削量控制在一定限度內(nèi)時，則切削前后水泵相應的效率可視為不變。 此切削限量與水泵的

8、比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān),2.9.1切削律,2.9.2切削律的應用 1.切削律應用的兩類問題 已知葉輪的切削量，求切削前后水泵特性曲線的變化。 已知要水泵在B點工作，流量為QB，揚程為HB，B點位于該泵的(Q-H)曲線的下方?，F(xiàn)使用切削方法，使水泵的新持性曲線通過B點，要求：切削后的葉輪直徑D2 是多少?需要切削百分之幾?是否超過切削限量,解決這一類問題的方法歸納為“選點、計算、立點、連線”四個步驟,求“切削拋物線,求A點坐標：切削拋物線與(QH) 線的交點。 求D2,切削量百分數(shù),相似工況拋物線,2.應用切削律注意點 切削限量 對于不同構(gòu)造的葉輪切削時，應采取不同的方式,沿葉片弧面在一定的長度內(nèi)鏗掉一層，

9、則可改善葉輪的工作性能,水泵的高效率方框圖,葉輪切削使水泵的使用范圍擴大,離心泵性能曲線型譜圖,2.10 離心泵并聯(lián)及串聯(lián)運行工況,水泵并聯(lián)工作： 增加供水量； 通過開停水泵的臺數(shù)調(diào)節(jié)泵站的流量和揚程，以達到節(jié)能和安全供水； 水泵并聯(lián)揚水提高泵站運行調(diào)度的靈活性和供水的可靠性,2.10.1 并聯(lián)工作的圖解法 1.同型號的兩臺(或多臺)泵并聯(lián)后的總和流量，將等于某場程下各臺泵流量之和,等揚程流量疊加,2.同型號、同水位的兩臺水泵的并聯(lián)工作,步驟： (1)繪制兩臺水泵并聯(lián)后的總和(Q-H)l+2曲線 (2)繪制管道系統(tǒng)特性曲線,求并聯(lián)工況點M。 (3)求每臺泵的工況點N,結(jié)論： NN1、2，因此，

10、在選配電動機時，要根據(jù)單條單獨工作的功率來配套。 Q Q1、2，2Q Q1+2，即兩臺泵并聯(lián)工作時，其流量不能比單泵工作時成倍增加,5臺同型號水泵并聯(lián),注意： 如果所選的水泵是以經(jīng)常單獨運行為主的，那么，并聯(lián)工作時，要考慮到各單泵的流量會減少，揚程會提高。 如果選泵時是著眼于各泵經(jīng)常并聯(lián)運行的，則應注意到，各泵單獨運行時，相應的流量將會增大，軸功率也會增大,3.不同型號的2臺水泵在相同水位下的并聯(lián)工作,步驟： (1)繪制兩臺水泵折引至B點的(Q-H) 、(Q-H) 曲線 (2)繪制兩臺水泵折引至B點的(Q-H) 曲線 (3)繪制BD段管道系統(tǒng)特性曲線,求并聯(lián)工況點E (4)求每臺泵的工況點,Q-HBC,并聯(lián)機組的總軸功率及總效率,4.如果兩臺同型號并聯(lián)工作的水泵，其中一臺為調(diào)速泵，另一臺是定速泵。 在調(diào)速運行中可能會遇到兩類問題： 調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速n1與定速泵的轉(zhuǎn)速n2均為已知，試求二臺并聯(lián)運行時的工況點。其工況點的求解可按不同型號的2臺水泵在相同水位下的并聯(lián)工作所述求得。 只知道調(diào)速后兩臺泵的總供水量為QP(HP為未知值)，試求調(diào)運泵的轉(zhuǎn)速n1值(即求調(diào)速值)。如下圖所示,5.一臺水泵向兩個并聯(lián)工作的