流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)11泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和選型與使用管理

1、1,第二部分 泵與風(fēng)機(jī) 11 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和選型與使用管理,流體力學(xué) 泵與風(fēng)機(jī),2,知識(shí)點(diǎn)】 本章著重介紹泵與風(fēng)機(jī)的管路性能曲線及工作點(diǎn)、泵的氣蝕與安裝高度、泵與風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行及工況調(diào)節(jié)、泵與風(fēng)機(jī)的選擇及其常見(jiàn)故障的分析與排除方法等內(nèi)容。 【能力目標(biāo)】 熟知 泵與風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)及安裝高度的計(jì)算方法。 掌握 工況調(diào)節(jié)的方法，理解并聯(lián)運(yùn)行、串聯(lián)運(yùn)行的工況分析；離心式泵與風(fēng)機(jī)常見(jiàn)故障的分析與排除方法。 熟練掌握 泵與風(fēng)機(jī)的選型，以及在選用中的注意事項(xiàng)。 理解 水泵、風(fēng)機(jī)的正確使用方法，以及正確的維護(hù)管理方法,11 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和選型與使用管理,3,11 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和選型與使用管理,4,11 泵與風(fēng)

2、機(jī)的運(yùn)行和選型與使用管理,5,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn) 泵或風(fēng)機(jī)是在一定的管路系統(tǒng)中工作的。泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線在某一轉(zhuǎn)速下，所提供的流量和揚(yáng)程是對(duì)應(yīng)的，并有無(wú)數(shù)組對(duì)應(yīng)值。泵與風(fēng)機(jī)究竟能在性能曲線上哪一點(diǎn)工作，并非任意，而是取決于所連接的管路性能。當(dāng)泵或風(fēng)機(jī)提供的壓頭與管路所需要的壓頭得到平衡時(shí)，由此也就確定了泵或風(fēng)機(jī)所提供的流量。此時(shí)，如該流量不能滿足設(shè)計(jì)需要時(shí)，就需另選一臺(tái)泵或風(fēng)機(jī)，不得已時(shí)亦可用調(diào)整管路性能來(lái)滿足需要,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),6,所謂管路特性曲線是指泵或風(fēng)機(jī)在管路系統(tǒng)中工作時(shí)，其實(shí)際揚(yáng)程（或壓頭）與實(shí)際流量之間的關(guān)系曲線。 如圖11.1示為一管路系統(tǒng)的示意圖，

3、以0-0為基準(zhǔn)面，吸入容器的液面1-1和壓出容器液面2-2列能量方程 由圖知 則,圖11.1管路系統(tǒng)與 泵的裝置示意圖,11.1.1 管路特性曲線,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),7,式中 H管路中對(duì)應(yīng)某一流量下所需要的壓頭（或稱揚(yáng)程），mH2O； Hst 靜壓頭（或稱靜揚(yáng)程），表達(dá)式為 吸入管路與壓出管路的水頭損失。 阻力損失取決于管網(wǎng)的阻力特性。由流體力學(xué)知： 式中 S管路的阻抗，s2/m5； Q管網(wǎng)的流量，m3/s。 于是有： （式11.1,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),8,式（11.1）反映了液體管路系統(tǒng)所需能量與流量的關(guān)系，稱為液體管路特性方程。當(dāng)靜揚(yáng)程Hst與管路阻抗S一定時(shí)，在

4、以流量Q與揚(yáng)程H組成的直角坐標(biāo)圖上，可以得到如圖11.2所示的二次曲線，稱之為管路特性曲線。 由式（11-1）可知，管路特性阻力系數(shù)不同，則管路特性曲線的形狀也不同，也就是說(shuō)，管路阻力愈大，即S愈大，則二次曲線愈陡。如圖11-2所示（S1 S2 S3,圖11.2 離心泵管路特性曲線,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),9,對(duì)于風(fēng)機(jī)裝置，因氣體密度（）很小，當(dāng)風(fēng)機(jī)吸入口與風(fēng)管出口高程差不是很大時(shí)，氣柱重量形成的壓強(qiáng)可忽略，其靜揚(yáng)程可認(rèn)為等于零。所以，風(fēng)機(jī)管路特性曲線的函數(shù)關(guān)系式為： （式11.2） 這是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的二次 曲線，管路阻力增大時(shí)，管路 特性阻力系數(shù)S增大，特性曲 線變陡，反之則平穩(wěn)

5、些。如 圖11.3 所示（ S1 S2 S3,圖11.3離心式風(fēng)機(jī)管路特性曲線,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),10,泵或風(fēng)機(jī)與管路系統(tǒng)的合理匹配是保證管網(wǎng)正常運(yùn)行的前提。當(dāng)泵或風(fēng)機(jī)接入管路系統(tǒng)，并作為動(dòng)力源工作時(shí), 泵或風(fēng)機(jī)所提供的揚(yáng)程或風(fēng)壓總是與管路系統(tǒng)所需的揚(yáng)程或風(fēng)壓相一致,這時(shí)泵或風(fēng)機(jī)的流量就是管路的流量,圖11.4 泵或風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn) 曲線1泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線 曲線2管路特性曲線,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),11,也就是說(shuō)，將泵或風(fēng)機(jī)的Q-H性能曲線1和其管道Q-H特性曲線2按相同的比例尺繪制在同一直角坐標(biāo)系中，則兩曲線的交點(diǎn)就是該泵或風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。如圖11.4所示，點(diǎn)A即是泵或風(fēng)

6、機(jī)的工作點(diǎn)。在管路系統(tǒng)的特性曲線上，A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的QA和HA表明管路系統(tǒng)中通過(guò)的流量為QA時(shí)所需要的能量為HA；而在泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線上，A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的QA和HA表明選定的泵或風(fēng)機(jī)可以在流量為QA的條件下，向管路系統(tǒng)提供的能量為HA。如果A點(diǎn)的參數(shù)既能滿足工程上提出的要求，又處在泵或風(fēng)機(jī)的高效率區(qū)域范圍內(nèi)，此時(shí)泵或風(fēng)機(jī)與管路系統(tǒng)是匹配的，泵或風(fēng)機(jī)的選擇是合理的，經(jīng)濟(jì)的,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),12,若泵或風(fēng)機(jī)在比A點(diǎn)流量大的C點(diǎn)運(yùn)行，此時(shí)泵或風(fēng)機(jī)所提供的揚(yáng)程就小于管路系統(tǒng)所需要的揚(yáng)程。這時(shí)，流體因能量不足而減速，流量減小，工作點(diǎn)沿泵或風(fēng)機(jī)特性曲線向A點(diǎn)移動(dòng)。反之，如在比A點(diǎn)流量小的B點(diǎn)運(yùn)行

7、，則泵或風(fēng)機(jī)所提供的揚(yáng)程就大于管路所需，造成流體能量過(guò)盈而加速，于是流量增加，工作點(diǎn)沿泵或風(fēng)機(jī)特性曲線向A點(diǎn)移動(dòng)。可見(jiàn)A點(diǎn)是穩(wěn)定工作點(diǎn),11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),13,泵或風(fēng)機(jī)能夠在A點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)是因?yàn)锳點(diǎn)表示的泵或風(fēng)機(jī)的輸出流量剛好等于管道系統(tǒng)所需要的流量。同時(shí)，泵或風(fēng)機(jī)所提供的揚(yáng)程或風(fēng)壓恰好滿足管道在該流量下所需要的揚(yáng)程或風(fēng)壓,11.1.3 運(yùn)行工況的穩(wěn)定性,圖11.5 三種不同的QH曲線 1-平坦形 2-陡降形 3-駝峰形,圖11.6 性能曲線駝峰型的運(yùn)行工況,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),14,一般泵或風(fēng)機(jī)的Q-H性能曲線大致可分為三種類型：（1）平坦形；（2）陡降形；（3）駝峰

8、形；如圖11.5所示，前兩種類型的性能曲線與管路性能曲線一般只有一個(gè)交點(diǎn)A（工作點(diǎn)），如圖11.4所示，因而泵或風(fēng)機(jī)能夠在該點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦該點(diǎn)受機(jī)械振動(dòng)或電壓波動(dòng)所引起流速干擾而發(fā)生偏離時(shí)，那么，當(dāng)干擾過(guò)后，會(huì)立即恢復(fù)到原工作點(diǎn)A運(yùn)行，所以，稱該點(diǎn)A為穩(wěn)定的工作點(diǎn)。 有些低比轉(zhuǎn)數(shù)泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線呈駝峰形，這樣的性能曲線與管路性能曲線有可能出現(xiàn)兩個(gè)交點(diǎn)D和K，如圖11.6所示，這種情況下，只有D點(diǎn)是穩(wěn)定工作點(diǎn)，在K點(diǎn)工作將是不穩(wěn)定的,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),15,當(dāng)泵或風(fēng)機(jī)的工況受機(jī)器振動(dòng)和電壓波動(dòng)而引起轉(zhuǎn)速變化的干擾時(shí)，就會(huì)離開(kāi)K點(diǎn)。此時(shí)，K點(diǎn)如向流量增大方向偏離，則機(jī)器所提供的揚(yáng)

9、程就大于管路所需的消耗水頭，于是管路中流速加大，流量增加，則工況點(diǎn)沿機(jī)器性能曲線繼續(xù)向流量增大的方向移動(dòng)，直至D點(diǎn)為止。當(dāng)K點(diǎn)向流量小的方向偏離時(shí)，K點(diǎn)就會(huì)繼續(xù)向流量減小的方向移動(dòng)，直至流量等于零為止。此刻，如吸水管上未裝底閥或止回閥時(shí)，流體將發(fā)生倒流。由此可見(jiàn)，工況點(diǎn)在K處是暫時(shí)平衡，一旦離開(kāi)K點(diǎn)，便難于再返回到原點(diǎn)K了，故稱K點(diǎn)為不穩(wěn)定工作點(diǎn),11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),16,駝峰形Q-H性能曲線與管路性能曲線還有可能出現(xiàn)相切的情況，如圖11.7所示。此時(shí)如果因?yàn)闄C(jī)械振動(dòng)等因素干擾使泵或風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)偏離切點(diǎn)M時(shí)，無(wú)論工作點(diǎn)向那個(gè)方向偏離，都會(huì)因?yàn)楸没蝻L(fēng)機(jī)提供的揚(yáng)程滿足不了管路系統(tǒng)需要，

10、流體因能量不足而減速，使工作點(diǎn)沿Q-H曲線迅速向流量為零的方向移動(dòng)，出現(xiàn)水泵不出水現(xiàn)象?？梢?jiàn)，M點(diǎn)是極不穩(wěn)定工作點(diǎn)。此外，當(dāng)水泵向高位水箱送水、或風(fēng)機(jī)向壓力容器或容量甚大的管道送風(fēng)時(shí)，由于位能差Hz變化而引起管路性能曲線上移，如圖11.7中虛線所示，以致與泵或風(fēng)機(jī)的Q-H曲線脫離，于是泵的流量將立即自QM突變?yōu)榱?。因此，在使用駝峰形Q-H性能曲線時(shí)，切忌將工作點(diǎn)選在切點(diǎn)M以及K點(diǎn)上,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),17,大多數(shù)的離心泵或風(fēng)機(jī)都具有平緩下降的性能曲線，當(dāng)少數(shù)曲線有駝峰時(shí)，工作點(diǎn)應(yīng)選在曲線的下降段，通常運(yùn)轉(zhuǎn)工況是穩(wěn)定的。所以，離心泵或風(fēng)機(jī)具有駝峰性性能曲線是產(chǎn)生不穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素

11、,圖11.7 管路特性曲線與QH曲線相切,11.1 管路特性曲線與工作點(diǎn),18,11.2 泵的氣蝕與安裝高度 氣蝕是泵和其它水力機(jī)械特有的現(xiàn)象,而且是一種十分有害的現(xiàn)象,是泵在設(shè)計(jì)、制造和安裝、使用中需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。 11.2.1.1 氣蝕概述 氣蝕現(xiàn)象是客觀存在的，但到1893年英國(guó)一艘驅(qū)逐艦進(jìn)塢修理時(shí)，發(fā)現(xiàn)螺旋槳漿面有蜂窩狀缺陷并有裂紋，不能使用，才首次認(rèn)定。水泵在某種條件下工作時(shí)，也可能發(fā)生氣蝕。一旦發(fā)生氣蝕水泵將不能正常工作，長(zhǎng)期氣蝕作用時(shí)葉輪也會(huì)因氣蝕而損壞,11.2.1 氣蝕及其危害,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,19,水泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果過(guò)流部分的局部區(qū)域（通常是葉輪入口

12、的葉背處）的絕對(duì)壓強(qiáng)小于輸送液體相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓力時(shí)，即降低了汽化溫度時(shí)，液體大量汽化，同時(shí)液體中的溶解氣體也會(huì)大量逸出。氣泡在移動(dòng)過(guò)程中是被液體包圍的，必然生成大量氣泡。氣泡隨液體進(jìn)入葉輪的高壓區(qū)時(shí)，由于壓力的升高，氣泡產(chǎn)生凝結(jié)和受到壓縮，急劇縮小以致破裂，形成“空穴”。液流由于慣性以高速?zèng)_向空穴中心，在氣泡閉合區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部水擊，瞬間壓力可達(dá)幾十兆帕，同時(shí)能聽(tīng)到氣泡被壓裂的炸裂噪聲。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這種水擊多發(fā)生在葉片進(jìn)口壁面，甚至在窩殼表面，其頻率可達(dá)2000030000Hz。高頻的沖擊壓力作用于金屬葉面，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)使金屬葉面產(chǎn)生疲勞損傷，表面出現(xiàn)蜂窩狀缺陷。蜂窩的出現(xiàn)又導(dǎo)致應(yīng)力集中

13、，形成應(yīng)力腐蝕，再加上水和蜂窩表面間歇接觸的電化學(xué)腐蝕，最終使葉輪出現(xiàn)裂縫，甚至斷裂。水泵葉輪進(jìn)口端產(chǎn)生的這種現(xiàn)象，成為水泵氣蝕,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,20,水泵氣蝕分兩個(gè)階段： 氣蝕第一階段：表現(xiàn)在水泵外部有輕微噪音和振動(dòng)，水泵揚(yáng)程和功率開(kāi)始有些下降。 氣蝕第二階段：空穴區(qū)會(huì)突然擴(kuò)大，這時(shí)，水泵的H、N、將到達(dá)臨界值而急劇下降，最后終于停止出水,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,21,11.2.1.2 氣蝕對(duì)水泵的危害,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,22,正確決定泵吸入口的壓強(qiáng)（或真空度），是控制泵運(yùn)行時(shí)不發(fā)生氣蝕從而保證其正常工作的關(guān)鍵，它的數(shù)值與泵的吸水管路系統(tǒng)及吸液池液面壓強(qiáng)等因素

14、密切相關(guān)。 圖11.8為水泵吸水裝置示意?，F(xiàn)列吸水池液面0-0和泵入口斷面1-1之間的伯努利方程，并取吸水池液面為基準(zhǔn)面，考慮液面速度較小，可忽略不計(jì)，于是： （式11.3,11.2.2 泵的安裝高度,圖11.8 離心泵 吸水裝置示意圖,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,23,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,24,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,25,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,26,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,27,目前，對(duì)泵內(nèi)流體氣泡現(xiàn)象的理論研究或計(jì)算，大多數(shù)還是以液體汽化壓強(qiáng) 作為初生氣泡的臨界壓力。所以為避免發(fā)生氣泡現(xiàn)象，至少應(yīng)該使泵內(nèi)液體的最低壓強(qiáng)大于液體在該溫度時(shí)的汽化壓強(qiáng)。 泵內(nèi)液

15、體壓強(qiáng)的最低點(diǎn)并不在泵的吸入口，而是在葉片進(jìn)口的背部K點(diǎn)附近，如圖11.8所示。這是因?yàn)橐后w進(jìn)入水泵尚未增壓之前，由于流速增大及流動(dòng)能量損失，使壓強(qiáng)繼續(xù)降低。若K點(diǎn)的壓強(qiáng) 等于或小于該處液體溫度下的汽化壓強(qiáng) 時(shí)，就會(huì)引起氣蝕。 把泵進(jìn)口處單位重量液體所具有超過(guò)飽和蒸汽壓力的富裕能量稱為氣蝕余量，以符號(hào) 表示，單位為m,11.2.3 氣蝕余量,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,28,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,29,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,30,11.2 泵的氣蝕與安裝高度,31,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行 實(shí)際工程中為增加系統(tǒng)中的流量或壓頭，有時(shí)需要將兩臺(tái)或者多臺(tái)泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)或者串聯(lián)在同

16、一管路系統(tǒng)中聯(lián)合運(yùn)行。多臺(tái)水泵（風(fēng)機(jī)）聯(lián)合運(yùn)行，通過(guò)聯(lián)絡(luò)管共同向管網(wǎng)輸水（輸氣），稱為泵與風(fēng)機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行；如果第一臺(tái)水泵（風(fēng)機(jī)）的壓出管作為第二臺(tái)水泵（風(fēng)機(jī)）的吸入管，水（氣）由第一臺(tái)水泵（風(fēng)機(jī)）壓入第二臺(tái)水泵（風(fēng)機(jī)），水（氣）以同一流量依次通過(guò)各水泵（風(fēng)機(jī)），稱為泵與風(fēng)機(jī)的串聯(lián)運(yùn)行,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,32,并聯(lián)工作的特點(diǎn)是各臺(tái)設(shè)備揚(yáng)程相同，而總流量等于各臺(tái)設(shè)備流量之和。見(jiàn)圖11.9中（a）和（b）分別是兩臺(tái)泵和兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作示意圖,11.3.1 并聯(lián)工作,圖11.9 并聯(lián)工作 （a）兩臺(tái)泵并聯(lián)；（b）兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián),11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,33,并聯(lián)工作一般應(yīng)用于以下場(chǎng)合：

17、 用戶需要的流量大，而大流量的泵或風(fēng)機(jī)制造困難或造價(jià)太高； 用戶對(duì)流量的需求變化幅度較大，通過(guò)改變?cè)O(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)流量更經(jīng)濟(jì)合理； 用戶有可靠性要求，當(dāng)一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)事故時(shí)仍要保證供氣或供水，作為檢修和事故備用,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,34,圖11.10,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,35,并聯(lián)機(jī)組的相對(duì)流量增量 與單臺(tái)泵或風(fēng)機(jī)性能曲線的形狀和管路特性曲線形狀有關(guān)。泵或風(fēng)機(jī)性能曲線越陡（比轉(zhuǎn)數(shù)越大），并聯(lián)機(jī)組的相對(duì)流量增量越大，越適合并聯(lián)工作；管路系統(tǒng)的阻抗S越小，管路特性曲線越平穩(wěn)，并聯(lián)機(jī)組的相對(duì)流量增量越大,圖11.10 相同設(shè)備并聯(lián)的工況分析,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,36,2

18、）多臺(tái)相同型號(hào)泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作 多臺(tái)相同型號(hào)泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián) 工作時(shí)，工況分析如圖11.11 所示。是單機(jī)的性能曲線， 是兩臺(tái)設(shè)備并聯(lián)時(shí)的性能 曲線，是三臺(tái)設(shè)備并聯(lián)時(shí) 的性能曲線，是管路的特 性曲線。A、B、C分別是單 機(jī)、兩臺(tái)并聯(lián)及三臺(tái)并聯(lián)時(shí) 的工況點(diǎn)。由圖可知，隨著并聯(lián)臺(tái)數(shù)的增加，每并聯(lián)一臺(tái)泵或風(fēng)機(jī)所得到的流量增量隨之減小。因此并聯(lián)機(jī)組的單機(jī)臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多，否則起不到明顯的并聯(lián)效果,圖11.11 多臺(tái)相同設(shè)備并聯(lián)工作,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,37,3）兩臺(tái)不相同型號(hào)泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作 圖11.12中的I、II分別是兩臺(tái)型號(hào)不同的泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線。I+II則是并聯(lián)機(jī)組的性能曲線。III是管路

19、特性曲線。與前面一樣，不同型號(hào)泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)機(jī)組的性能曲線也是在相同揚(yáng)程 下，將兩機(jī)流量相加而 得到的，并與管路特性 曲線相交于A點(diǎn)。A點(diǎn)是 并聯(lián)機(jī)組的工作點(diǎn)， QA 與HA分別是并聯(lián)后的流量 與揚(yáng)程,圖11.12不同設(shè)備并聯(lián)的工況分析,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,38,由A點(diǎn)作水平線分別交兩機(jī)各自的性能曲線于B、C兩點(diǎn)，該兩點(diǎn)就是并聯(lián)工作時(shí)兩機(jī)各自的工作點(diǎn)。并聯(lián)前每臺(tái)設(shè)備各自的工作點(diǎn)是D、E，可見(jiàn)QAQD+QE。 兩臺(tái)不同型號(hào)泵或風(fēng)機(jī)工作，其中一臺(tái)設(shè)備必須在揚(yáng)程小于HF的情況下，才能與另一臺(tái)設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行，在某種程度上，揚(yáng)程大設(shè)備受揚(yáng)程小設(shè)備的制約。 兩臺(tái)不同型號(hào)泵或風(fēng)機(jī)工作時(shí)，揚(yáng)程小的輸出的

20、流量少。當(dāng)管路特性曲線阻抗增加，導(dǎo)致并聯(lián)工作點(diǎn)移至F點(diǎn)時(shí)，由于設(shè)備I的揚(yáng)程不可能大于HF，而無(wú)流量輸出，此時(shí)并聯(lián)工作沒(méi)有意義,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,39,串聯(lián)工作的特點(diǎn)是各臺(tái)設(shè)備流量相同，而總揚(yáng)程或總壓頭等于各臺(tái)設(shè)備揚(yáng)程或壓頭之和。串聯(lián)工作的目的主要是為了增加揚(yáng)程或壓頭。在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)實(shí)際需要的揚(yáng)程或壓頭較大時(shí)，用一臺(tái)泵或風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓頭不能滿足運(yùn)行的要求時(shí)，可再裝一臺(tái)泵或風(fēng)機(jī)與原來(lái)的泵或風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作。 串聯(lián)工作一般應(yīng)用于以下場(chǎng)合： 用戶需要的壓頭大，而大壓頭的泵或風(fēng)機(jī)制造困難或造價(jià)太高； 改建或擴(kuò)建系統(tǒng)時(shí)，管路阻力加大，而需要增大壓頭,11.3.2 串聯(lián)工作,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合

21、運(yùn)行,40,串聯(lián)工作可分為兩種情況，即性能相同的泵或風(fēng)機(jī)串聯(lián)及性能不同的泵或風(fēng)機(jī)串聯(lián)。下面以離心泵為例，用圖解法來(lái)分析兩臺(tái)泵串聯(lián)工作時(shí)的性能曲線、工作點(diǎn)以及串聯(lián)工作與單獨(dú)工作時(shí)性能比較。圖11.13中的（a）和（b）分別表示兩臺(tái)泵和兩臺(tái)風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作示意圖,圖11.13串聯(lián)工作 （a）兩臺(tái)泵串聯(lián)；（b）兩臺(tái)風(fēng)機(jī)串聯(lián),11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,41,1） 相同性能的兩臺(tái)泵串聯(lián)工作 工況分析如圖11.14所示。圖中I為單機(jī)性能曲線，據(jù)等流量下?lián)P程相加的原理，得到串聯(lián)運(yùn)行泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線，作管路性能曲線與曲線交于A點(diǎn)，A點(diǎn)就是串聯(lián)工作的工況點(diǎn)，流量為QA，揚(yáng)程為HA,圖11.14 串聯(lián)機(jī)組的工況

22、分析,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,42,由點(diǎn)作垂線與單機(jī)性能曲線交與B點(diǎn)，B點(diǎn)就是串聯(lián)機(jī)組中單機(jī)的工作點(diǎn)。 管路特性曲線III與單機(jī)性能曲線的交點(diǎn)是只開(kāi)一臺(tái)設(shè)備時(shí)的工作點(diǎn)。C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程H是只開(kāi)一臺(tái)設(shè)備時(shí)的揚(yáng)程。從圖看出HH，但H2H，說(shuō)明兩臺(tái)相同型號(hào)泵或風(fēng)機(jī)串聯(lián)后壓頭并沒(méi)有增加一倍。 串聯(lián)機(jī)組的相對(duì)壓頭增量 與單臺(tái)泵或風(fēng)機(jī)性能曲線的形狀和管路特性曲線形狀有關(guān)。泵或風(fēng)機(jī)性能曲線越平緩（比轉(zhuǎn)數(shù)越?。?lián)機(jī)組的相對(duì)壓頭增量越大，越適合串聯(lián)工作；管路系統(tǒng)的阻抗越大，管路特性曲線越陡，串聯(lián)機(jī)組的相對(duì)壓頭增量越大,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,43,2） 不同性能的兩臺(tái)泵串聯(lián)工作 圖11.15所示

23、為不同性能的離心泵串聯(lián)。曲線(Q-H)1和(Q-H)2分別為第一臺(tái)和第二臺(tái)離心泵的性能曲線。在同一流量下，將兩臺(tái)泵對(duì)應(yīng)的壓頭相加，即可得到串聯(lián)工作時(shí)的性能曲線上的相應(yīng)點(diǎn)，將所得各點(diǎn)順次用光滑曲線連接起來(lái)便得串聯(lián)工作時(shí)的總性能曲線(QH)1-2,圖11.15 不同性能的兩臺(tái)泵串聯(lián)工作,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,44,圖11.15中另外三條曲線I、是三條不同的管道特性曲線。如果兩臺(tái)泵是串聯(lián)在較陡的管道曲線I上工作，則串聯(lián)工作點(diǎn)在A，此時(shí)，每臺(tái)泵相應(yīng)地在B1點(diǎn)和B2點(diǎn)上工作；而它們單獨(dú)在此管道上工作時(shí)的工作點(diǎn)分別為A1和A2 ；串聯(lián)后的壓頭HA大于每臺(tái)泵各自單獨(dú)工作時(shí)的壓頭HAl、HA2，流量Q

24、亦大于各自單獨(dú)工作時(shí)的流量Q1、Q2。 當(dāng)兩臺(tái)泵串聯(lián)在管道曲線上工作時(shí)，其工作點(diǎn)在C點(diǎn)，這時(shí)的壓頭、流量與第一臺(tái)泵單獨(dú)工作時(shí)的壓頭、流量相同，而第二臺(tái)泵不起作用,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,45,當(dāng)兩臺(tái)泵是串聯(lián)在較緩的管道曲線上工作時(shí)，其工作點(diǎn)在A點(diǎn)；而每臺(tái)泵各自單獨(dú)在此管道上工作時(shí)的工作點(diǎn)分別為A1，A2。此時(shí)，串聯(lián)后的壓頭、流量反而沒(méi)有第一臺(tái)泵單獨(dú)工作時(shí)的壓頭、流量大。 由上述可知，當(dāng)兩臺(tái)泵串聯(lián)時(shí)，應(yīng)使其在阻力較大的管道(即特性曲線較陡的管道)中工作；同時(shí)應(yīng)注意，串聯(lián)的兩臺(tái)泵，其流量相差不能太大，性能最好相同。 風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作情況與泵相同。但由于風(fēng)機(jī)串聯(lián)時(shí)在操作上可靠性較差，調(diào)節(jié)困難，故一

25、般不推薦使用。水泵串聯(lián)工作時(shí)，后一臺(tái)泵比前一臺(tái)泵承受的壓力更高，選擇水泵時(shí)要注意泵的承壓能力是否滿足要求,11.3 泵與風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行,46,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié) 工況點(diǎn)是由泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)決定的，其中之一發(fā)生變化時(shí)，工況點(diǎn)就會(huì)改變。所以工況調(diào)節(jié)的基本途徑是： 改變管道系統(tǒng)特性，如減少水頭損失、變水位、節(jié)流等； 改變水泵（風(fēng)機(jī)）的揚(yáng)程（壓頭）性能曲線，如變速、變徑、變角、摘葉等,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),47,節(jié)流調(diào)節(jié)就是通過(guò)調(diào)節(jié)安裝在風(fēng)機(jī)吸入管及泵或風(fēng)機(jī)排出管上的閘閥、蝶閥等節(jié)流裝置來(lái)改變管道中的流量以調(diào)節(jié)泵或風(fēng)機(jī)的工況。 壓出管上閥門節(jié)流，如圖11.16所

26、示。曲線I是未調(diào)節(jié)的管路特性曲線，當(dāng)閥門關(guān)小，阻力增大，管道系統(tǒng)特性曲線就變?yōu)镮I。工作點(diǎn)由A移至B，相應(yīng)的流量由QA減至QB。同時(shí)由于閥門的關(guān)小額外增加的水頭損失為 ，相應(yīng)多消耗的軸功率為,11.4.1 節(jié)流調(diào)節(jié),11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),48,可見(jiàn)，節(jié)流調(diào)節(jié)在流量減小的同時(shí)卻額外增加了水力損失，導(dǎo)致軸功率增加，是不經(jīng)濟(jì)的。這種方法常用于頻繁的、臨時(shí)性的調(diào)節(jié)。 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)流量，簡(jiǎn)便易行，可連續(xù)變化。 缺點(diǎn)：關(guān)小閥門時(shí)增大了流動(dòng)阻力，額外消耗了部分能量，經(jīng)濟(jì)上不合理,圖11.16 閥門調(diào)節(jié)的工況分析,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),49,變速調(diào)節(jié)就是在管路特性曲線不變的情況下，用改變轉(zhuǎn)速的方

27、法來(lái)改變泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線，從而達(dá)到改變泵或風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況，即改變工作點(diǎn)的目的。 由相似律可知，轉(zhuǎn)速改變時(shí)泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)變化如下,式11.10,11.4.2 變速調(diào)節(jié),11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),50,變速調(diào)節(jié)的工況分析如圖11.17所示，圖中曲線為轉(zhuǎn)數(shù)n時(shí)泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線。曲線為管路性能曲線。兩線交點(diǎn)A就是工況點(diǎn)。 將工況點(diǎn)調(diào)節(jié)至管路性能曲線上的B點(diǎn)，通過(guò)B點(diǎn)的泵或風(fēng)機(jī)性能曲線，轉(zhuǎn)數(shù)為n。轉(zhuǎn)數(shù)比,圖11.17變速調(diào)節(jié)工況分析,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),51,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),52,通?？梢杂萌缦路椒▉?lái)改變泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 （1）改變電機(jī)轉(zhuǎn)速 用異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵或風(fēng)機(jī)

28、可以在電機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串接變阻器來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，這種方法的缺點(diǎn)是必須增加附屬設(shè)備，且在變速時(shí)要增加額外的電能消耗，變速范圍不大。還可以采用可變定子磁極對(duì)數(shù)的電機(jī)，但這種電機(jī)較貴，調(diào)速是跳躍式的調(diào)速范圍也有所限制。此外，采用可控硅調(diào)壓可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)多極調(diào)速。變頻調(diào)速是目前最常用的方法，它通過(guò)改變電機(jī)輸入電源的頻率來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，該法調(diào)速范圍寬、效率高且變頻裝置體積小。缺點(diǎn)是調(diào)速系統(tǒng)（包括變頻電源、參數(shù)測(cè)試設(shè)備、參數(shù)發(fā)送與接收設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備等），價(jià)格較貴，檢修和運(yùn)行技術(shù)要求高，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生某種程度的高頻干擾等,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),53,2）改變皮帶輪直徑 改變風(fēng)機(jī)或電機(jī)

29、皮帶輪的直徑，即改變電機(jī)與泵或風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)比，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。這種方法的缺點(diǎn)是調(diào)速范圍有限，并且要停機(jī)換輪。 （3）采用液力耦合器 所謂液力耦合器是指在電機(jī)和泵或風(fēng)機(jī)之間安裝的通過(guò)液體來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)設(shè)備。改變?cè)O(shè)備中的進(jìn)液量（如油）就可改變轉(zhuǎn)矩，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定的情況下達(dá)到改變泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。該法可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，但因增加一套附屬設(shè)備而成本較高,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),54,在確定水泵調(diào)速范圍時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。 （1）調(diào)速水泵安全運(yùn)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)。 （2）水泵一般不輕易地調(diào)高轉(zhuǎn)速。 （3）合理配置調(diào)速泵與定速泵臺(tái)數(shù)的比例。 （4）水

30、泵調(diào)速的合理范圍應(yīng)使調(diào)速泵與定速泵均能運(yùn)行于各自的高效段內(nèi),11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),55,變角是改變?nèi)~片的安裝角度。對(duì)葉片可調(diào)的軸流泵或風(fēng)機(jī)，變角可改變泵或風(fēng)機(jī)性能曲線，以改變水泵或風(fēng)機(jī)裝置的工況點(diǎn)，稱變角調(diào)節(jié)。 大型風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有供調(diào)節(jié)用的導(dǎo)流葉片。當(dāng)改變導(dǎo)流葉片的角度時(shí)，能使風(fēng)機(jī)性能發(fā)生變化。這是因?yàn)閷?dǎo)流葉片的預(yù)旋作用使進(jìn)入葉輪葉片的氣流方向有所改變所致。常用的導(dǎo)流器有軸向?qū)Я髌骱蛷较驅(qū)Я髌鳌?dǎo)流葉片全開(kāi)時(shí)轉(zhuǎn)角為0o,這時(shí)葉片進(jìn)口方向與氣流方向垂直,11.4.3 變角調(diào)節(jié),11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),56,由于進(jìn)口導(dǎo)流葉片既是風(fēng)機(jī)的組成部分，又屬于整個(gè)管路系統(tǒng)，因此進(jìn)口導(dǎo)流器的

31、調(diào)節(jié)既改變了風(fēng)機(jī)性能曲線，也使管路系統(tǒng)特性發(fā)生變化。當(dāng)風(fēng)機(jī)導(dǎo)流葉片角度分為0o、30o、60o時(shí)，風(fēng)機(jī)性能曲線和管路特性曲線分別有三條，其工作點(diǎn)分別為1、2、3。如圖11.18所示,圖11.18 進(jìn)口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)特性曲線圖,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),57,變徑調(diào)節(jié)是將離心泵葉輪車削去一部分后，裝好再運(yùn)行用以改變水泵特性的一種調(diào)節(jié)方法，這種調(diào)節(jié)方法具有不可逆的特點(diǎn)。這也是離心泵所特有的調(diào)節(jié)方法。 在一定車削量范圍內(nèi)，葉輪車削前后，Q、H、N與葉輪直徑之間的關(guān)系為,11.4.4 變徑調(diào)節(jié),式11.12,式11.13,式11.14,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),58,11.4 泵與風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié),

32、59,11.5.1 選用原則 選擇泵與風(fēng)機(jī)的一般原則是：保證泵或風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的正常、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，即所選擇的泵或風(fēng)機(jī)不僅能滿足管路系統(tǒng)流量、揚(yáng)程（風(fēng)壓）的要求，而且能保證泵或風(fēng)機(jī)經(jīng)常在高效段內(nèi)穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)泵或風(fēng)機(jī)應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)。 選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)具體原則： （1）首選泵或風(fēng)機(jī)應(yīng)滿足生產(chǎn)上所需要的最大流量和揚(yáng)程或壓頭的需要，并使其正常運(yùn)行工況點(diǎn)盡可能靠近泵或風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)點(diǎn)，從而保證泵或風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在高效區(qū)運(yùn)行，以提高設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,11.5.1 泵與風(fēng)機(jī)的選用,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,60,2）力求選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕及高轉(zhuǎn)速的泵或風(fēng)機(jī)。 （3）所選泵或風(fēng)機(jī)應(yīng)保證運(yùn)行安全可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)

33、穩(wěn)定性好。為此，所選泵或風(fēng)機(jī)應(yīng)不具有駝峰狀的性能曲線；如果選擇有駝峰狀性能曲線的泵或風(fēng)機(jī)，則應(yīng)使其運(yùn)行工況點(diǎn)處于峰點(diǎn)的右邊，而且揚(yáng)程或壓頭應(yīng)低于零流量時(shí)的揚(yáng)程或壓頭，以利于設(shè)備的并聯(lián)運(yùn)行。如在使用中流量的變化大而揚(yáng)程或壓頭變化很小，則應(yīng)該選擇平坦的性能曲線；如果要求揚(yáng)程或壓頭變化大而流量變化小，則應(yīng)選擇陡降形性能曲線。對(duì)于水泵，還應(yīng)考慮其抗氣蝕性能要好。 （4）對(duì)于有特殊要求的泵或風(fēng)機(jī)，還應(yīng)盡可能滿足其特殊要求。如，安裝地點(diǎn)受限時(shí)應(yīng)考慮體積要小，進(jìn)出口管路便于安裝等,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,61,5）必須滿足介質(zhì)特性的要求。 對(duì)輸送易燃、易爆有毒或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無(wú)泄漏泵，如

34、磁力驅(qū)動(dòng)泵、隔膜泵、屏蔽泵。 對(duì)輸送腐蝕性介質(zhì)的泵，要求對(duì)過(guò)流部件采用耐腐蝕性材料，如AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑料磁力驅(qū)動(dòng)泵。 對(duì)輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求對(duì)過(guò)流部件采用耐磨材料，必要時(shí)軸封應(yīng)采用清潔液體沖洗,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,62,6）機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動(dòng)小。 （7）經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)、維修費(fèi)和管理費(fèi)的總成本最低。 （8）離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸液無(wú)脈動(dòng)、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn),11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,63,由于泵或風(fēng)機(jī)的用途和使用條件千變?nèi)f化，而泵或風(fēng)機(jī)的種類繁多，正確選擇泵和風(fēng)機(jī)滿足各種不同的工程使用要

35、求是非常必要的。在選擇泵或風(fēng)機(jī)的時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)上的要求、所輸送的流體的種類和性質(zhì)以及通風(fēng)機(jī)或泵的種類、用途，決定選擇哪一類的泵或風(fēng)機(jī)，比如：輸送一般清水時(shí)應(yīng)選擇清水離心泵，輸送污水時(shí)應(yīng)選擇污水泵，輸送泥漿時(shí)應(yīng)選擇泥漿泵，等等；輸送爆炸危險(xiǎn)氣體時(shí)應(yīng)選擇防爆通風(fēng)機(jī)，空氣中含有木屑、纖維或塵土?xí)r應(yīng)選擇排塵通風(fēng)機(jī)等。選用的程序及注意事項(xiàng)概括如下,11.5.2 選用程序及注意事項(xiàng),11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,64,1）充分了解泵或風(fēng)機(jī)的用途、管路布置、地形條件、被輸送流體狀況、水位以及運(yùn)輸條件等原始資料。 （2）根據(jù)工程要求，合理確定最大流量與最高揚(yáng)程或風(fēng)機(jī)的最高風(fēng)壓。然后分別加10%20%不可預(yù)計(jì)（

36、如計(jì)算誤差、漏耗等）的安全量作為選用泵或風(fēng)機(jī)的依據(jù)，即： （3）根據(jù)已知條件選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備類型，制造廠給出的產(chǎn)品樣本中通常都列有該類型泵或風(fēng)機(jī)的適用范圍。應(yīng)盡量選擇系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、性能優(yōu)良的產(chǎn)品,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,65,3）根據(jù)已知條件選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備類型，制造廠給出的產(chǎn)品樣本中通常都列有該類型泵或風(fēng)機(jī)的適用范圍。應(yīng)盡量選擇系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、性能優(yōu)良的產(chǎn)品。 （4）泵或風(fēng)機(jī)類型確定以后，要根據(jù)已知的流量、揚(yáng)程或壓頭選定具體設(shè)備型號(hào)。并應(yīng)使工作點(diǎn)處在高效率區(qū)域。 （5）應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況，考慮是否采用并聯(lián)或串聯(lián)工作方式，是否應(yīng)有備用設(shè)備,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,66,6）確定

37、泵或風(fēng)機(jī)型號(hào)時(shí)，同時(shí)還要確定其轉(zhuǎn)速、原動(dòng)機(jī)型號(hào)和功率、傳動(dòng)方式、皮帶輪大小等。性能參數(shù)表上若附有所配用的電機(jī)型號(hào)和配用件型號(hào)可以直接套用，若采用性能曲線圖選擇，圖上只有軸功率曲線，需另選電機(jī)型號(hào)及傳動(dòng)配件。泵或風(fēng)機(jī)進(jìn)出口方向應(yīng)注意與管路系統(tǒng)相配合。對(duì)于泵，還應(yīng)查明允許吸入口真空高度或必須氣蝕余量，并核算安裝高度是否滿足要求,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,67,7）應(yīng)當(dāng)注意，產(chǎn)品樣本提供的數(shù)據(jù)是在規(guī)定條件下得出的。例如對(duì)于風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，一般是按空氣溫度為20、大氣壓為101.325 Pa下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的資料，而鍋爐引風(fēng)機(jī)的樣本數(shù)據(jù)是按氣體溫度為200、大氣壓為101325 Pa得出的。當(dāng)實(shí)際使用條件與樣

38、本規(guī)定條件不同時(shí)，應(yīng)按下式對(duì)性能參數(shù)加以修正： 式中下角標(biāo)m代表樣本條件,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,68,8）確定泵的臺(tái)數(shù)和備用率： 對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，一般只用一臺(tái)，因?yàn)橐慌_(tái)大泵與并聯(lián)工作的兩臺(tái)小泵相當(dāng)，（指揚(yáng)程、流量相同），大泵效率高于小泵，故從節(jié)能角度講寧可選一臺(tái)大泵，而不用兩臺(tái)小泵，但遇有下列情況時(shí)，可考慮兩臺(tái)泵并聯(lián)合作： 流量很大，一臺(tái)泵達(dá)不到此流量； 對(duì)于需要有50%的備用率大型泵，可改兩臺(tái)較小的泵工作，一臺(tái)備用（共三臺(tái)）； 對(duì)某些大型泵，可選用70%流量要求的泵并聯(lián)操作，不用備用泵，在一臺(tái)泵檢修時(shí)，另一臺(tái)泵仍然能承擔(dān)生產(chǎn)上70%的輸送； 對(duì)需24小時(shí)連續(xù)不停運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，應(yīng)有備用泵,11

39、.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,69,離心泵的選擇方法一般有三種，即用“水泵性能表”、“水泵綜合性能曲線圖”及“常用泵的使用范圍圖”進(jìn)行選擇。第一種方法適用在水泵結(jié)構(gòu)型式已定的情況下單臺(tái)泵的選泵，表11.4為IS型單級(jí)單吸離心泵的性能示例（摘錄）；第二、第三種方法只能大致決定所選泵的類型；常用的是第二種方法。不管是哪種選擇法，在選定了泵之后，還要進(jìn)行驗(yàn)算，即檢查泵在管路中運(yùn)行時(shí)的工況是否符合要求，是否在高效率區(qū)運(yùn)行，若不是，則說(shuō)明所選擇的泵不合適，應(yīng)重選。現(xiàn)對(duì)第二種選擇方法進(jìn)行介紹,11.5.3 水泵的選擇方法及步驟,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,70,表11.4 IS型離心泵性能表（摘錄,11.5 泵與風(fēng)

40、機(jī)的選用,71,續(xù)表11.4,圖11.19 水泵性能 選擇曲線圖,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,72,所謂離心泵的“綜合性能曲線圖”就是將某種類型的各種規(guī)格型號(hào)的泵的性能曲線的工作部分(四邊形)繪在一個(gè)圖上所得到的綜合性能圖。圖中各個(gè)四邊形是以葉輪切割與不切割的Q-H曲線和與設(shè)計(jì)點(diǎn)效率相差不大于7%的等效率曲線所組成，如圖11.19所示。曲線1-2表示葉輪直徑未切割時(shí)的Q-H曲線，曲線3-4表示切割后的Q-H曲線，曲線1-4和2-3均是等效率曲線。圖11.20所示是BA型離心泵的性能選擇曲線圖。圖中，各個(gè)四邊形小框內(nèi)前一個(gè)由數(shù)字及字母組成的符號(hào)表示泵的型號(hào)，后一個(gè)數(shù)字符號(hào)表示泵的轉(zhuǎn)數(shù)，四邊形小框頂

41、部的曲線是該型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)葉輪式泵的Q-H曲線，底部的曲線表示將葉輪車小后泵的Q-H曲線；小框所在的范圍即表示該型號(hào)的離心泵的合理使用范圍,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,73,圖11.20 BA型離心泵選擇曲線,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,74,此種選擇法的步驟是：首先，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)上的要求，工作液體的性質(zhì)和離心泵的用途，決定選取哪一種類型離心泵；其次，按照管道的布置和尺寸大小，工作條件等，運(yùn)用有關(guān)的水力計(jì)算公式，正確地計(jì)算出流量和揚(yáng)程 (通常所需要的流量是已知的，所以只需計(jì)算出壓頭)，并考慮10%20%的富裕量，作為選擇泵的參數(shù)之依據(jù)；第三，根據(jù)選定的泵類型和所決定的Q、H，在該類型的“水泵性能選擇曲線圖

42、”上選取合適的型號(hào)，確定轉(zhuǎn)速、功率、效率等；第四，從“水泵樣本”中查出該臺(tái)泵的性能曲線(如是聯(lián)合運(yùn)行，則應(yīng)繪出聯(lián)合運(yùn)行的性能曲線)；第五，在該臺(tái)泵的性能曲線圖(或其聯(lián)合運(yùn)行性能曲線圖)上繪出管道特性曲線，決定出泵在管路中的工作點(diǎn)，以校核它是否符合使用要求。如各方面符合要求，則選擇完畢，否則，應(yīng)重復(fù)上述步驟，另選其它型號(hào)的泵，直到滿足要求為止,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,75,選擇通風(fēng)機(jī)，一般有三種方法，現(xiàn)介紹如下。 （1）按風(fēng)機(jī)的性能表選擇風(fēng)機(jī) 這種方法的步驟是：首先，根據(jù)生產(chǎn)的要求，按式(11.1)決定計(jì)算流量Q和計(jì)算風(fēng)壓p，然后，再在已選定的風(fēng)機(jī)類型中，由已計(jì)算出的Q、p值，直接在“性能與選

43、用件表”上查出型號(hào)、規(guī)格符合要求的風(fēng)機(jī)，同時(shí)決定轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)功率。表11.5和表11.6分別為4-72-11型和Y9-35-11型風(fēng)機(jī)的“性能與選用件表”。 此種方法簡(jiǎn)單方便，但不能準(zhǔn)確地確定風(fēng)機(jī)在系統(tǒng)中最佳工況,11.5.4 風(fēng)機(jī)的選擇方法及步驟,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,76,表11.5 4-72-11 N0.5A 風(fēng)機(jī)性能與選用件表（摘錄,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,77,表11.6 Y9-35-11 N0.10 風(fēng)機(jī)性能與選用件表（摘錄,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,78,2）利用風(fēng)機(jī)的選擇曲線圖進(jìn)行選擇 所謂選擇曲線圖就是把具有不同葉輪直徑D2的相似風(fēng)機(jī)(即同一產(chǎn)品系列內(nèi)各 個(gè)機(jī)號(hào)的風(fēng)機(jī))

44、屬于工作 范圍內(nèi)(效率值不低于最 大效率值的90)的Q-H 曲線繪制在一個(gè)圖上， 同時(shí)把轉(zhuǎn)速和功率也繪 在圖上所得到的綜合曲 線圖。圖11.21至圖11.24分別為Y9-35-11型鍋爐引風(fēng)機(jī)、一般高壓離心通風(fēng)機(jī)、G4-73-11型離心鍋爐通風(fēng)機(jī)和Y4-73-11型離心鍋爐引風(fēng)機(jī)的選擇曲線圖,圖11.21 Y9-35-11型鍋爐 引風(fēng)機(jī)選擇曲線圖,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,79,圖11.22 一般高壓離心通風(fēng)機(jī)選擇曲線圖,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,80,圖11.23 G4-73-11型離心鍋爐通風(fēng)機(jī)選擇曲線圖,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,81,圖11.24 Y4-73-11型離心鍋爐通風(fēng)機(jī)選擇曲

45、線圖,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,82,利用選擇曲線圖來(lái)選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，可按下述步驟進(jìn)行。 確定計(jì)算流量Q和計(jì)算風(fēng)壓p； 根據(jù)已確定的風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇通風(fēng)機(jī)的型號(hào)與機(jī)號(hào)。求法是：據(jù)已知Q、p 在風(fēng)機(jī)的選擇曲線圖上，作相應(yīng)坐標(biāo)軸的垂線，由二者的交點(diǎn)即可知應(yīng)選風(fēng)機(jī)的機(jī)號(hào)、轉(zhuǎn)速和功率,圖11.25 選擇風(fēng)機(jī)的曲線圖,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,83,如果交點(diǎn)不是落在風(fēng)機(jī)的性能曲線上(圖11.25中的a點(diǎn))，則通常是在保持風(fēng)量不變的條件下，垂直往上找，找到最接近交點(diǎn)的那條性能曲線上的一點(diǎn)(圖11.25中的b點(diǎn)或c點(diǎn))，由該點(diǎn)(b點(diǎn)或c點(diǎn))所在的性能曲線查找出在最高效率點(diǎn)時(shí)所對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)的機(jī)號(hào)(葉輪直徑D2，圖1

46、1.25中的D2或D2)、轉(zhuǎn)速n(圖11.25中的n1或n2)，功率則用插入法應(yīng)重新?lián)Q算，求出在工作狀況下的功率，然后再考慮一定的富裕量作為選擇電動(dòng)機(jī)的依據(jù)(電動(dòng)機(jī)的安全系數(shù)：通風(fēng)機(jī)取115，引風(fēng)機(jī)取13，排粉機(jī)取12)。如果垂直往上找到兩個(gè)點(diǎn)(圖11.25中的b點(diǎn)和c點(diǎn))，即選得了兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，則應(yīng)對(duì)它們進(jìn)行比較，再?zèng)Q定取舍。一般選取轉(zhuǎn)速較高、葉輪直徑較小、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)所決定的風(fēng)機(jī),11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,84,3) 利用風(fēng)機(jī)的無(wú)因次特性曲線進(jìn)行選擇 這種選擇法的步驟如下,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,85,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,86,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,87,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,

47、88,例11-3】某工廠供水系統(tǒng)由清水池往水塔充水，如圖11.26所示。清水池最高水位標(biāo)高為112.00，最低水位為108.00，水塔地面 標(biāo)高為115.00，最高水位 標(biāo)高為140.00。水塔容積 40m3,要求一小時(shí)內(nèi)充滿 水，試選擇水泵。已知吸 水管路水頭損失hwl=1.0m, 壓水管路水頭損失hw2為 2.5m,圖11.26 水塔充水工程,11.5.5 泵與風(fēng)機(jī)的選擇實(shí)例,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,89,例11-4】某空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要從冷水箱向空氣處理室供水，最低水溫為10，要求供水量35.8m3/h，靜揚(yáng)程為10m，處理室噴嘴前應(yīng)保證有20m的壓強(qiáng)水頭。供水管路布置后經(jīng)計(jì)算管路水頭損

48、失達(dá)到7.1 mH2O。為了使系統(tǒng)能隨時(shí)啟動(dòng)，故將水泵安裝位置設(shè)在冷水箱之下。試選擇水泵。 【例11-5】某地大氣壓為98.07kPa，輸送溫度為70的空氣，風(fēng)量為11500 m3/h，管道阻力為200 mmH2O，試選用風(fēng)機(jī)、應(yīng)配用的電機(jī)及其它配件,11.5 泵與風(fēng)機(jī)的選用,90,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排除 11.6.1.1 離心式泵的使用、維護(hù) 1啟動(dòng)前的準(zhǔn)備 （1）外觀檢查。檢查水泵和電機(jī)的固定是否良好，螺栓有無(wú)松動(dòng)、脫離，轉(zhuǎn)動(dòng)部件周圍是否有妨礙運(yùn)轉(zhuǎn)的雜物等。 （2）潤(rùn)滑檢查。檢查軸承用油的油質(zhì)、油量、油溫，軸承、電機(jī)用水冷時(shí)冷卻水應(yīng)暢通。 （3）填料檢查。檢查填料的松緊程度是否合適

49、,11.6.1 離心式泵的使用、維護(hù)及其故障分析,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),91,4）進(jìn)水管檢查。檢查吸水井水位、濾網(wǎng)有無(wú)雜物堵塞。 （5）盤車。盤車是用手或?qū)Ｓ霉ぞ撸ūP車裝置）轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中應(yīng)注意泵內(nèi)是否有摩擦、撞擊聲及卡澀現(xiàn)象。若有，應(yīng)查明原因，迅速進(jìn)行處理。 （6）閥門的原始狀態(tài)。如離心泵啟動(dòng)前出水閘閥應(yīng)是關(guān)閉的。 （7）灌泵。非自灌式工作的水泵，啟動(dòng)前必須充水。過(guò)程中要注意泵體的放氣,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),92,2啟動(dòng) （1）按啟動(dòng)按鈕。過(guò)程中應(yīng)注意電流變化情況，傾聽(tīng)水泵機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)聲音。 （2）待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，打開(kāi)儀表閥。觀察出水壓力、進(jìn)口真空計(jì)是否正常。 （3）打

50、開(kāi)出水管上的閘閥，逐漸加大出水量，直到出水閥門全開(kāi)為止。過(guò)程中應(yīng)注意配電屏上電流表逐漸增大，真空表讀數(shù)逐漸增加，壓力表讀數(shù)逐漸下降。過(guò)程中還要注意到離心泵不允許無(wú)載長(zhǎng)期運(yùn)行。這個(gè)時(shí)間通常以24min為限,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),93,3運(yùn)行中的監(jiān)督 （1）監(jiān)盤。檢查與分析儀表盤上的各種參數(shù)，如溫度、壓力、流量、電流、功率等，發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)作相應(yīng)的處理。 （2）巡檢。定時(shí)巡回檢查水泵、電機(jī)及工藝流程的運(yùn)行狀態(tài)。如軸封填料盒是否發(fā)熱，滴水是否正常，泵與電動(dòng)機(jī)的軸承和機(jī)殼溫度，以及水泵的出水壓力等。 （3）抄表。包括定期抄錄有關(guān)的運(yùn)行參數(shù)，填寫運(yùn)行日志。為運(yùn)行管理提供基本材料,11.6 常

51、見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),94,4停車 接到停車命令后，按如下程序停車： （1）緩閉出水閘閥。 （2）按停止按鈕。 （3）關(guān)閉儀表閥。 （4）停供軸封水和軸承冷卻水、停供電機(jī)（對(duì)水冷電動(dòng)機(jī)）冷卻水。 （5）視情況決定泵體是否排水。 （6）視情況是否斷開(kāi)機(jī)組電源,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),95,5水泵、電動(dòng)機(jī)的定期檢查 水泵、電機(jī)累計(jì)運(yùn)行一定的時(shí)間后，應(yīng)進(jìn)行解體檢查。各種用途的離心泵都有根據(jù)運(yùn)行狀況制訂的定檢周期及內(nèi)容，應(yīng)按計(jì)劃進(jìn)行。拆檢時(shí)，應(yīng)觀察或測(cè)定各部件有無(wú)磨損、變形、腐蝕、部件主要尺寸，如有缺陷必須進(jìn)行處理或更換。如口環(huán)磨損應(yīng)更換、填料失效應(yīng)更換、泵軸變形應(yīng)校正等,11.6 常見(jiàn)故障的分

52、析與排隊(duì),96,11.6.1.2 離心泵的常見(jiàn)故障及排除方法 離心式泵運(yùn)行中常見(jiàn)的故障基本上也分為兩大類，即性能故障和機(jī)械故障，離心泵常見(jiàn)故障現(xiàn)象及其原因和排除故障的方法列于表11.7中,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),97,表 11.7 離心泵常見(jiàn)故障現(xiàn)象、原因及排除方法,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),98,續(xù)表 11.7,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),99,續(xù)表 11.7,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),100,續(xù)表 11.7,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),101,11.6.2.1 離心風(fēng)機(jī)的安裝、調(diào)整和試運(yùn)行 1安裝準(zhǔn)備 （1）安裝前應(yīng)對(duì)各機(jī)件進(jìn)行全面檢查，機(jī)件是否完整。 （2）葉輪與機(jī)殼的旋轉(zhuǎn)方向是否一致。 （3）各機(jī)件聯(lián)結(jié)是否緊密、轉(zhuǎn)動(dòng)部分是否靈活。 2安裝注意事項(xiàng) （1）風(fēng)機(jī)與風(fēng)管聯(lián)結(jié)時(shí)，要使空氣在進(jìn)出風(fēng)機(jī)時(shí)盡可能均勻一致，不要有方向或速度的突然變化，更不許將管道重量加在風(fēng)機(jī)殼上,11.6 常見(jiàn)故障的分析與排隊(duì),11.6.2 離心風(fēng)機(jī)的安裝、使用及故障分析,102,2）風(fēng)