Ch6泵、風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)的匹配

1、Ch6 泵、風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)的匹配泵、風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)的匹配6.2 泵、風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)泵、風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)6.3 泵、風(fēng)機(jī)的安裝位置泵、風(fēng)機(jī)的安裝位置6.1 泵、風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)系統(tǒng)中的工作狀態(tài)點(diǎn)泵、風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)系統(tǒng)中的工作狀態(tài)點(diǎn)6.4 泵、風(fēng)機(jī)的選用泵、風(fēng)機(jī)的選用6.1 泵、風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)系統(tǒng)中的工作狀態(tài)點(diǎn)一、管網(wǎng)特性曲線(xiàn)1、阻力特性管網(wǎng)總阻力與總流量的關(guān)系：2、管網(wǎng)特性曲線(xiàn)廣義特性曲線(xiàn)Pst反映了環(huán)境因素對(duì)流動(dòng)的影響。2224224iiiisiiisiLSALRlvRlP21122)()(SLPPPPgZPgZPPstste2Zo11P1Z22Po21通風(fēng)空調(diào)氣體管網(wǎng)機(jī)械循環(huán)采暖管網(wǎng)室外供熱管網(wǎng)空調(diào)冷凍水管

2、網(wǎng)空調(diào)冷卻水管網(wǎng)狹義性能曲線(xiàn)閉式管網(wǎng)，密度不變，進(jìn)出口同高度，即重力做功為零，Pst=0。2ePSL二、管網(wǎng)特性曲線(xiàn)的影響因素影響管網(wǎng)特性曲線(xiàn)形狀的決定因素是阻抗S 。S值越大，曲線(xiàn)越陡 。S=f (l，d，K，) 72-12(4 kgm2(4 (kgm )2iisL iiisM iiilRSAlRS A 調(diào)整l，d，可以調(diào)整管網(wǎng)的阻力特性減小l，增大d都可以減小S。三、管網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)泵、風(fēng)機(jī)性能的影響系統(tǒng)效應(yīng)：泵（風(fēng)機(jī)）出入口與管網(wǎng)的連接狀況一般與性能試驗(yàn)時(shí)不一致，將導(dǎo)致泵（風(fēng)機(jī)）的性能發(fā)生改變（一般會(huì)下降）。1、入口效應(yīng)泵或風(fēng)機(jī)在入口處以直角拐彎或圓弧拐彎時(shí)，性能均會(huì)下降，以入口箱形式連接會(huì)減

3、小入口效應(yīng)。原因：入口流體分布不均勻；吸入口絕對(duì)壓力降低，密度減小，做功能力減弱。措施：彎管距入口距離3D。(b) 方形彎管(a)圓形彎管管道長(zhǎng)度R(c) 進(jìn)口風(fēng)箱2、出口效應(yīng)從風(fēng)機(jī)出口不規(guī)則的速度分布，到管道內(nèi)氣流速度規(guī)則分布的截面之間的長(zhǎng)度，稱(chēng)之為效應(yīng)管道長(zhǎng)度。措施：不應(yīng)在此長(zhǎng)度內(nèi)安裝形狀突變的管件或設(shè)備。風(fēng)機(jī)出口留有足夠長(zhǎng)度的長(zhǎng)直管。系統(tǒng)效應(yīng)曲線(xiàn)計(jì)算100%的效應(yīng)管道長(zhǎng)度：如果風(fēng)速是12.5m/s以下取2.5倍管徑為長(zhǎng)度，那么風(fēng)速每增加5m/s， 例： 風(fēng)速為25m/s,取5倍管徑為100%效應(yīng)管道長(zhǎng)度。若管道為方型，邊長(zhǎng)分別為 a,b .出口斷面1.00.60.80.90.70.50.

4、4-R-ST-UV-WSPPR-SR-SS-TU-WW-XU直徑可按 d=(4ab/pi)離心式風(fēng)機(jī)長(zhǎng)度增加1倍管徑。計(jì)算。0.5彎鉤接口-U-VW-XX-UUW-X-WW-100%效應(yīng)管道長(zhǎng)度排氣管道當(dāng)量鼓風(fēng)斷面鼓風(fēng)斷面面積 出口斷面面積壓力恢復(fù)無(wú)管道12%效應(yīng)管長(zhǎng)25%效應(yīng)管長(zhǎng) 50%效應(yīng)管長(zhǎng)100%效應(yīng)管長(zhǎng)0 50%100%8090 %系統(tǒng)效應(yīng)曲線(xiàn)計(jì)算100%的效應(yīng)管道長(zhǎng)度：如果風(fēng)速是12.5m/s以下取2.5倍管徑為長(zhǎng)度，那么風(fēng)速每增加5m/s， 例： 風(fēng)速為25m/s,取5倍管徑為100%效應(yīng)管道長(zhǎng)度。若管道為方型，邊長(zhǎng)分別為 a,b .出口斷面1.00.60.80.90.70.50

5、.4-R-ST-UV-WSPPR-SR-SS-TU-WW-XU直徑可按 d=(4ab/pi)離心式風(fēng)機(jī)長(zhǎng)度增加1倍管徑。計(jì)算。0.5彎鉤接口-U-VW-XX-UUW-X-WW-100%效應(yīng)管道長(zhǎng)度排氣管道當(dāng)量鼓風(fēng)斷面鼓風(fēng)斷面面積 出口斷面面積壓力恢復(fù)無(wú)管道12%效應(yīng)管長(zhǎng)25%效應(yīng)管長(zhǎng) 50%效應(yīng)管長(zhǎng)100%效應(yīng)管長(zhǎng)0 50%100%8090 %W( 1 0 0 ) 0 . 41 5( 7 . 5 )( 5 0 ) 0 . 2( 2 5 ) 0 . 1( 3 . 5 ) ( 4 )( 2 . 5 )567( 3 )( 4 . 5 )891 0( 5 )6 0( 3 0 )3 0( 1 5 )(

6、1 2 . 5 )2 0( 1 0 )2 54 0( 2 0 )5 0( 2 5 )X( 1 5 0 ) 0 . 6( 2 0 0 ) 0 . 8( 2 5 0 ) 1 . 0( 5 0 0 ) 2 . 0( 7 5 0 ) 3 . 0 ( 1 0 0 0 ) 4 . 0 ( 1 2 5 0 ) 5 . 0UVTSQRP系統(tǒng)效應(yīng)參數(shù)，壓力損失-in.wg(Pa)四、泵或風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)系統(tǒng)中的工作點(diǎn)1、工作狀態(tài)點(diǎn)將泵或風(fēng)機(jī)的實(shí)際H-Q性能曲線(xiàn)與其所在管網(wǎng)系統(tǒng)的管網(wǎng)特性曲線(xiàn)，用相同的比例尺、相同的單位繪在同一直角坐標(biāo)圖上，兩條曲線(xiàn)的交點(diǎn)即為。又稱(chēng)運(yùn)行工況點(diǎn)。泵(風(fēng)機(jī)) 在管網(wǎng)中工作，其總工作流量即為管

7、網(wǎng)的總流量，泵(風(fēng)機(jī))所提供的能量與管網(wǎng)中流體流動(dòng)所需的能量相等。工況點(diǎn)穩(wěn)定工作點(diǎn)泵或風(fēng)機(jī)的H-Q曲線(xiàn)為平坦型時(shí)，工作點(diǎn)A為穩(wěn)定工作點(diǎn)。不穩(wěn)定工作點(diǎn)當(dāng)泵或風(fēng)機(jī)的H-Q曲線(xiàn)為駝峰型時(shí)，可能出現(xiàn)兩個(gè)工作點(diǎn)E和D，E為不穩(wěn)定工作點(diǎn)，D為穩(wěn)定工作點(diǎn)。2、穩(wěn)定工作區(qū)駝峰型H-Q曲線(xiàn)壓頭峰值右側(cè)為穩(wěn)定工作區(qū)；壓頭峰值左側(cè)為不穩(wěn)定工作區(qū)。最佳工作區(qū)既穩(wěn)定又經(jīng)濟(jì)的工作區(qū)間，即效率90%95%的區(qū)間。3、喘振在不穩(wěn)定工作區(qū)的泵或風(fēng)機(jī)有時(shí)會(huì)發(fā)生一會(huì)輸出流體，一會(huì)倒吸入流體的現(xiàn)象。H-Q曲線(xiàn)為駝峰型且左側(cè)較陡時(shí)，工作點(diǎn)離壓頭峰值較遠(yuǎn)時(shí)易發(fā)生喘振。喘振的防止措施工作點(diǎn)盡量避開(kāi)不穩(wěn)定區(qū)旁通或放空法增速節(jié)流法4、系統(tǒng)效應(yīng)

8、對(duì)工況點(diǎn)的影響選擇合理的進(jìn)出口連接方式當(dāng)確實(shí)無(wú)法避免系統(tǒng)效應(yīng)時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)選用泵（風(fēng)機(jī)）時(shí)將系統(tǒng)效應(yīng)的影響考慮在內(nèi)。 設(shè)計(jì)風(fēng)量3 系統(tǒng)效應(yīng)設(shè)計(jì)壓力低效率下的實(shí)際風(fēng)量下的風(fēng)量損失 4設(shè)計(jì)風(fēng)量下系統(tǒng)效應(yīng)損失不考慮系統(tǒng)效應(yīng)的曲線(xiàn)A考慮系統(tǒng)效應(yīng)的假想曲線(xiàn)B12選用的風(fēng)機(jī)曲線(xiàn)理想的風(fēng)機(jī)壓力風(fēng)量曲線(xiàn)五、泵或風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行何謂聯(lián)合運(yùn)行？?jī)膳_(tái)或兩臺(tái)以上的泵(或風(fēng)機(jī))在同一管網(wǎng)系統(tǒng)中共同工作，稱(chēng)為聯(lián)合運(yùn)行。聯(lián)合運(yùn)行的目的是什么？增加流量或增加壓頭；便于管網(wǎng)調(diào)節(jié)，適應(yīng)用戶(hù)需求的變化聯(lián)合運(yùn)行有哪些方式？并聯(lián)運(yùn)行；串聯(lián)運(yùn)行1、泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行工況分析多臺(tái)泵或風(fēng)機(jī)在同一設(shè)備中抽水或吸氣。并聯(lián)運(yùn)行工作的基本特征H=H1=H

9、2Q=Q1+Q2并聯(lián)運(yùn)行設(shè)備組的性能曲線(xiàn)繪制方法QQQABCHQ水泵并聯(lián)運(yùn)行工作風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行工作HQQaQbQa+QbIIIIIIabcHa=Hb=Hc并聯(lián)運(yùn)行設(shè)備組性能曲線(xiàn)的繪制相同泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行 A是兩臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)管網(wǎng)系統(tǒng)的工作點(diǎn)。管網(wǎng)流量為QA。 B是兩臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)各臺(tái)水泵自身的工作點(diǎn)，流量均是QB。 QA=2QB HA=HBQBQCAQABCHQBC過(guò)過(guò)A作水平作水平線(xiàn)與線(xiàn)與I交于交于BC是其中一臺(tái)設(shè)備單獨(dú)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的工作點(diǎn)。管網(wǎng)流量為Qc，設(shè)備流量為Qc。QcQB說(shuō)明設(shè)備單獨(dú)運(yùn)行比參與并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的流量大。QAQc并聯(lián)后總流量增加。QA-QcHC并聯(lián)后壓頭增加。多臺(tái)相同泵或風(fēng)

10、機(jī)并聯(lián)運(yùn)行是單機(jī)的性能曲線(xiàn)是兩臺(tái)設(shè)備并聯(lián)時(shí)的性能曲線(xiàn)是三臺(tái)設(shè)備并聯(lián)時(shí)的性能曲線(xiàn)是管網(wǎng)特性曲線(xiàn) A是單機(jī)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的工況點(diǎn)B是兩臺(tái)并聯(lián)時(shí)的工況點(diǎn)C是三臺(tái)并聯(lián)時(shí)的工況點(diǎn) Q1是從單機(jī)增加至兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的流量增量； Q2是從兩臺(tái)增加至三臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的流量增量。Q2 Q1BAHCQQ12Q多臺(tái)相同泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行隨著并聯(lián)臺(tái)數(shù)的增多，流量增加的效果變差。隨著并聯(lián)臺(tái)數(shù)的增多，流量增加的效果變差。設(shè)備性能對(duì)并聯(lián)運(yùn)行工況的影響1陡降型性能曲線(xiàn)，1是兩臺(tái)并聯(lián)的性能曲線(xiàn)2平緩型性能曲線(xiàn)，2是兩臺(tái)并聯(lián)的性能曲線(xiàn)陡降型并聯(lián)得到的流量增量：Qc-Qa平緩型并聯(lián)得到的流量增量：Qb-Qa Qc-Qa Qb-QaQ設(shè)備性

11、能對(duì)并聯(lián)運(yùn)行工況的影響性能曲線(xiàn)陡降型設(shè)備并聯(lián)，流量增加更顯著。性能曲線(xiàn)陡降型設(shè)備并聯(lián)，流量增加更顯著。管網(wǎng)特性對(duì)并聯(lián)運(yùn)行工況的影響I 一臺(tái)設(shè)備的性能曲線(xiàn)II兩臺(tái)設(shè)備并聯(lián)的性能曲線(xiàn)1較陡的管網(wǎng)特性曲線(xiàn)1較緩的管網(wǎng)特性曲線(xiàn)管網(wǎng)特性曲線(xiàn)較陡時(shí)并聯(lián)得到的流量增量=Dq1管網(wǎng)特性曲線(xiàn)較緩時(shí)并聯(lián)得到的流量增量=dQ2dQ2dQ1IQHIIdQ2dQ111管網(wǎng)特性對(duì)并聯(lián)運(yùn)行工況的影響管網(wǎng)特性曲線(xiàn)越平緩，設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行流量增加越顯著。管網(wǎng)特性曲線(xiàn)越平緩，設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行流量增加越顯著。不同性能設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行、分別是兩臺(tái)設(shè)備的性能曲線(xiàn)是兩臺(tái)設(shè)備并聯(lián)的性能曲線(xiàn)。是管網(wǎng)特性曲線(xiàn)A點(diǎn)是兩臺(tái)設(shè)備并聯(lián)工作的工況點(diǎn)，C、B分別是其

12、中設(shè)備I和設(shè)備II的工作點(diǎn)E、D分別是設(shè)備I和設(shè)備II單獨(dú)在管網(wǎng)中運(yùn)行的工作點(diǎn)QAQD+QEABCHQQCAEQBAQD+HF不同性能設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行工程中一般采用相同的設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行。工程中一般采用相同的設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行。！當(dāng)并聯(lián)工況點(diǎn)移至！當(dāng)并聯(lián)工況點(diǎn)移至F點(diǎn)時(shí)，由于設(shè)備點(diǎn)時(shí)，由于設(shè)備的壓頭不能大于的壓頭不能大于HF，因而不能輸出流量，此時(shí)應(yīng)停開(kāi)設(shè)備因而不能輸出流量，此時(shí)應(yīng)停開(kāi)設(shè)備 泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行特點(diǎn)小結(jié)多臺(tái)設(shè)備并聯(lián)工作的總流量等于各設(shè)備流量之和，總壓頭與各設(shè)備壓頭相等。多臺(tái)設(shè)備并聯(lián)工作的總流量小于并聯(lián)前各設(shè)備單獨(dú)工作的流量之和。在同一管網(wǎng)系統(tǒng)中，任一設(shè)備參與并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的流量小于其單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的流量

13、，壓頭則大于其單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的壓頭。并聯(lián)臺(tái)數(shù)增多，每并聯(lián)上一臺(tái)設(shè)備所增加的流量愈小，不宜采用過(guò)多設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行的方式。管網(wǎng)特性曲線(xiàn)越陡，并聯(lián)運(yùn)行流量增加越少。設(shè)備性能曲線(xiàn)越陡，并聯(lián)運(yùn)行流量增加越多。泵或風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的應(yīng)用當(dāng)用戶(hù)需要流量大，而大流量的泵或風(fēng)機(jī)制造困難或造價(jià)太高時(shí)；流量需求變化幅度大，通過(guò)停開(kāi)設(shè)備臺(tái)數(shù)以調(diào)節(jié)流量時(shí)；當(dāng)有一臺(tái)設(shè)備損壞，仍需保證供液（氣），做為檢修及事故備用時(shí)。 2、泵或風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行工況分析第一臺(tái)設(shè)備出口與第二臺(tái)設(shè)備吸入口連接。串聯(lián)運(yùn)行工作的基本特征H=H1+H2Q=Q1=Q2QQ2Q1H1H2H=H1+H2串聯(lián)運(yùn)行設(shè)備組的性能曲線(xiàn)cIIIQc=Qa=QbQHI,IIa,bH

14、a,HbHc=Ha+Hb=2Hb串聯(lián)運(yùn)行工況分析曲線(xiàn)是一臺(tái)設(shè)備的性能曲線(xiàn)曲線(xiàn)是兩臺(tái)設(shè)備串聯(lián)運(yùn)行的性能曲線(xiàn)曲線(xiàn)是管網(wǎng)特性曲線(xiàn)A點(diǎn)是串聯(lián)工作的工況點(diǎn)，流量為QA，壓頭為HAB點(diǎn)是串聯(lián)工作時(shí)其中一臺(tái)設(shè)備的工況點(diǎn)，流量為QB=QA，壓頭為HB；HA=2HB2HCC點(diǎn)是其中一臺(tái)設(shè)備單獨(dú)工作時(shí)的工況點(diǎn)，流量為QC，壓頭為HC；HCHA，QcQA過(guò)過(guò)A作垂線(xiàn)線(xiàn)作垂線(xiàn)線(xiàn)與與I交于交于B串聯(lián)運(yùn)行工況分析泵或風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行特點(diǎn)小結(jié)串聯(lián)運(yùn)行的總流量和壓頭都比串聯(lián)前高。表面上看，增加壓頭是串聯(lián)的目的。但最終目的一般還是為了滿(mǎn)足更大的流量需求。流量大，管網(wǎng)的阻力大，需要更大的動(dòng)力。泵(風(fēng)機(jī))的性能曲線(xiàn)越平坦，串聯(lián)后增加的

15、流量和壓頭越大，越適合串聯(lián)工作。泵或風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行的應(yīng)用一臺(tái)高壓的泵或風(fēng)機(jī)制造困難或造價(jià)太高；在管網(wǎng)改建或擴(kuò)建時(shí)，管網(wǎng)阻力加大，需要的壓頭提高；一般應(yīng)采用性能相同的泵串聯(lián)工作；下游水泵承受壓力較高，應(yīng)注意泵的強(qiáng)度；風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作的操作可靠性差，一般不推薦采用。例：某管網(wǎng)使用水泵一臺(tái)。總流量為 200m3/h時(shí)，管網(wǎng)總阻力是10m；管網(wǎng)進(jìn)出口高差10m。現(xiàn)需將管網(wǎng)總流量增加50%，決定增加一臺(tái)相同的水泵，問(wèn)新增加的水泵是并聯(lián)運(yùn)行好，還是串聯(lián)運(yùn)行好？1臺(tái)水泵的性能參數(shù)表H（m）32.52011Q（m3/h）150200220解：作圖進(jìn)行工況分析。根據(jù)工況分析圖可知，串解：作圖進(jìn)行工況分析。根據(jù)工況分析

16、圖可知，串聯(lián)一臺(tái)后管網(wǎng)的流量為聯(lián)一臺(tái)后管網(wǎng)的流量為220m3/h，不滿(mǎn)足要求；并，不滿(mǎn)足要求；并聯(lián)一臺(tái)后流量為聯(lián)一臺(tái)后流量為300m3/h，滿(mǎn)足要求。，滿(mǎn)足要求。HQ10m200 220300IIIVIIIIabcHstH=Hst+SQ2 S=H/Q2思考有人說(shuō)，相同的兩臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，其流量應(yīng)等于任意一臺(tái)水泵單獨(dú)工作時(shí)流量的2倍，這種說(shuō)法對(duì)嗎？某管網(wǎng)需要的流量是200t/h，選擇兩臺(tái)額定流量為100t/h的水泵是否能夠滿(mǎn)足要求？試進(jìn)行分析。6.2 泵、風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)一、調(diào)節(jié)管網(wǎng)系統(tǒng)特性改變阻抗，調(diào)節(jié)閥門(mén)易于調(diào)節(jié)阻抗。1、液體管網(wǎng)系統(tǒng)特性調(diào)節(jié)水泵調(diào)節(jié)閥宜裝在出口處。關(guān)小閥門(mén)增大阻抗，特性曲線(xiàn)變

17、陡；使得阻力損失增加；無(wú)用功增加；不經(jīng)濟(jì)，調(diào)節(jié)頻繁，只能臨時(shí)調(diào)節(jié)。HQQQQDABC4132HHHH(Q )QQQQHHH132213CABB液體管網(wǎng)系統(tǒng)特性調(diào)節(jié)2、氣體管網(wǎng)系統(tǒng)特性調(diào)節(jié)氣體管網(wǎng)系統(tǒng)特性調(diào)節(jié)宜在風(fēng)機(jī)入口設(shè)調(diào)節(jié)閥。關(guān)小入口閥門(mén)，增大入口系統(tǒng)效應(yīng)，風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)下降，管網(wǎng)特性曲線(xiàn)變陡；比同流量時(shí)，全壓損失減少；無(wú)用功減少；經(jīng)濟(jì)方便。適于安裝定轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)的管網(wǎng)。HQQQQDABC4132HHHH(Q )QQQQHHH132213CABB氣體管網(wǎng)系統(tǒng)特性調(diào)節(jié)氣體管網(wǎng)系統(tǒng)特性調(diào)節(jié)二、調(diào)節(jié)泵、風(fēng)機(jī)的性能調(diào)節(jié)泵、風(fēng)機(jī)的性能1、變速調(diào)節(jié)1）相似工況變速調(diào)節(jié)雷諾自模區(qū)內(nèi)，同一泵或風(fēng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的性

18、能曲線(xiàn)上存在一一對(duì)應(yīng)的相似工況點(diǎn)。在相似工況點(diǎn)之間，性能參數(shù)服從相似律的關(guān)系。當(dāng)密度、葉輪尺寸不變時(shí)：223223()()()()()()QnHnPnNnQnHnPnNnPQHQNQPQHQNQ泵或風(fēng)機(jī)變速運(yùn)行的相似工況曲線(xiàn)變速調(diào)節(jié)工況分析（1）泵或風(fēng)機(jī)在狹義管網(wǎng)中變速運(yùn)行時(shí)，當(dāng)總阻抗不變時(shí)，不同轉(zhuǎn)速下的工況點(diǎn)是相似工況點(diǎn)。若變速同時(shí)，S值也發(fā)生變化，則不同轉(zhuǎn)速的工況不是相似工況，上述關(guān)系不成立；對(duì)于具有廣義特性曲線(xiàn)的管網(wǎng)，上述關(guān)系亦不成立。222()HHQkQQ223()()()QnHnPnNnQnHnPnNnI0QHHHcIIBACABHBQCQQAIVIIIQ0QBBHAHHBIAQII

19、III(IV)AstH（a）廣義特性曲線(xiàn)管網(wǎng) （b）狹義特性曲線(xiàn)管網(wǎng)（2）用降低轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)小流量，節(jié)能效果非常顯著；用增加轉(zhuǎn)速來(lái)增大流量，能耗增加劇烈。在理論上可以用增加轉(zhuǎn)數(shù)的方法來(lái)提高流量，但是轉(zhuǎn)數(shù)增加后，使葉輪圓周速度增大，因而可能增大振動(dòng)和噪聲，且可能發(fā)生機(jī)械強(qiáng)度和電機(jī)超載問(wèn)題，所以一般不采用增速方法來(lái)調(diào)節(jié)工況。改變泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的方法有：（1）改變電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。常用：變頻調(diào)節(jié)（2）調(diào)換皮帶輪。（3）采用液力聯(lián)軸器。實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題（1）不改變管網(wǎng)，減小轉(zhuǎn)速，將流量從QA（對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速n），調(diào)節(jié)到QB，轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？解：求流量為QB時(shí)要求的工況點(diǎn)（B點(diǎn)） ；過(guò)B點(diǎn)作相似工況曲線(xiàn)，與轉(zhuǎn)速為n時(shí)的泵或風(fēng)機(jī)的

20、性能曲線(xiàn)的交點(diǎn)C，是B點(diǎn)的相似工況點(diǎn)；在此兩點(diǎn)間依據(jù)相似律求應(yīng)有的轉(zhuǎn)速。（2）轉(zhuǎn)速n時(shí)流量為QA，不改變管網(wǎng)，轉(zhuǎn)速減小為n，流量為多少？解：求轉(zhuǎn)速為n時(shí)的水泵（風(fēng)機(jī)）性能曲線(xiàn)，其與管網(wǎng)特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)即為新的工況點(diǎn)，從而求出新的管網(wǎng)流量。復(fù)習(xí)： 已知轉(zhuǎn)速n時(shí)水泵的性能曲線(xiàn)，求轉(zhuǎn)速減小為n時(shí)的性能曲線(xiàn)。解：在轉(zhuǎn)速n的水泵性能曲線(xiàn)上找若干點(diǎn)。利用相似律，求對(duì)應(yīng)的相似工況點(diǎn)的性能參數(shù)，連接起來(lái)可獲得新轉(zhuǎn)速下的性能曲線(xiàn)。2、進(jìn)口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)進(jìn)口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)原理導(dǎo)流器的作用是使氣流進(jìn)入葉輪之前產(chǎn)生預(yù)旋。當(dāng)導(dǎo)流器全開(kāi)時(shí)，氣流無(wú)旋進(jìn)入葉輪，此時(shí)葉輪進(jìn)口切向速度vu10，所得風(fēng)壓最大。向旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)流器葉片，氣流

21、產(chǎn)生預(yù)旋，使切向分速vu1加大，從而風(fēng)壓降低。導(dǎo)流器葉片轉(zhuǎn)動(dòng)角度越大，產(chǎn)生預(yù)旋越強(qiáng)烈，風(fēng)壓P越低。 特點(diǎn)進(jìn)口有撞擊損失，但比閥門(mén)調(diào)節(jié)節(jié)能，比轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)耗能。操作方便靈活。(a)(b)PBQCQAQQCBA3、切削葉輪調(diào)節(jié)、切削葉輪調(diào)節(jié)泵或風(fēng)機(jī)的葉輪經(jīng)切削，外徑改變，性能曲線(xiàn)改變，工況點(diǎn)移動(dòng)。 葉輪經(jīng)過(guò)切削后與原來(lái)葉輪不符合幾何相似條件。但可認(rèn)為出口速度三角形相似。HD222D22cuc22u22CDBA(D )(D )2Q2DDvvvv22222222rruuuu切削定律222222222422222200222223222222 uTrTu vQD b vHgbbDDDQHNQDHDNDHHQ

22、QD bD bDDDQHNQDHDND；低比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，則有第一切削律第一切削曲線(xiàn)：中高比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，則有第二切削律第二切削曲線(xiàn)2020HHQQ：實(shí)際工程應(yīng)用1、已知水泵葉輪外徑D2時(shí)的性能曲線(xiàn)，求D2時(shí)的性能。解：在外徑D2時(shí)的性能曲線(xiàn)上選取若干點(diǎn)，應(yīng)用切削律，計(jì)算外徑為D2時(shí)對(duì)應(yīng)的各個(gè)點(diǎn)的參數(shù)值，并連成曲線(xiàn)。2、已知水泵葉輪外徑D2時(shí)的性能曲線(xiàn)和管網(wǎng)特性曲線(xiàn)，水泵輸出流量是Qa，要求通過(guò)改變?nèi)~輪直徑，將流量調(diào)整為Qb，求此時(shí)的直徑D2。解：1）找到所要求的新的工況點(diǎn)B；2）過(guò)新工況點(diǎn)作切削曲線(xiàn)，找到與外徑D2的水泵性能曲線(xiàn)的交點(diǎn)C（或D）；在B點(diǎn)和C點(diǎn)（或D點(diǎn)）之間利用切削律，求出D2。葉輪切削注

23、意切削會(huì)帶來(lái)效率下降，對(duì)切削量有限制。比轉(zhuǎn)數(shù)越大，允許切削量越??；使用中通常是提供幾套葉輪經(jīng)過(guò)切削的葉輪在需要時(shí)進(jìn)行更換。特點(diǎn)：節(jié)能，停機(jī)換輪，適于季節(jié)性調(diào)節(jié)。表表6-2-1 葉輪最大切削量葉輪最大切削量泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns60120200300350350以上允許最大切削量201511970效率下降值每切削10下降1每切削4下降1例6-1已知水泵性能曲線(xiàn)。管路阻抗S76000mH2O/(m3/s)2，靜揚(yáng)程Hst19m，轉(zhuǎn)速n2900r/min。試求：水泵的流量Q、揚(yáng)程H、效率及軸功率N；用閥門(mén)調(diào)節(jié)方法使流量減少25，求此時(shí)水泵的流量、揚(yáng)程、軸功率和閥門(mén)消耗的功率。用變速調(diào)節(jié)方法使流量減少25，轉(zhuǎn)

24、速應(yīng)調(diào)至多少？D2=200mm，若用切削葉輪方法使流量減少25%，問(wèn)應(yīng)切削多少？024681012 Q(10 m /s)162024283236H(m)CADBQ-Q-H70605040(%)-336.3 泵與風(fēng)機(jī)的安裝位置泵與風(fēng)機(jī)的安裝位置一、水泵的氣穴和氣蝕現(xiàn)象引起原因：水泵內(nèi)部低壓區(qū)，液體汽化。后果：引起局部水錘，破壞水泵葉片。避免氣蝕的技術(shù)原理：使水泵內(nèi)部最低點(diǎn)的壓力高于工作溫度下的汽化壓力，且有一定的富余值。避免氣蝕的技術(shù)手段：使水泵內(nèi)部的水保持一定的壓力，避免汽化。通常要控制水泵距離吸水面的安裝高度。HssdPa/0P1/Hs絕 對(duì) 壓 力 零 線(xiàn)d01相 對(duì) 壓 力 零 線(xiàn)1P

25、/r1P /r0PgvPPk)2(211PPgvPk2211二、吸升式水泵的安裝高度吸升式水泵的安裝高度列水面與水泵進(jìn)口斷面的伯努利方程：220011012011212112122 2 2()2 2sssssssskssssssssssPvPvZZhggPPvHhgvHHhgPPvPgHHvHHh HHg 在實(shí)際應(yīng)用中，Hs的確定應(yīng)注意如下兩點(diǎn)：當(dāng)泵的流量增加時(shí)，1-1斷面至葉輪進(jìn)口附近的流體流動(dòng)損失和速度水頭都增加了，所以Hs應(yīng)隨流量增加而有所降低。水泵廠一般在產(chǎn)品樣本中，用Q-Hs曲線(xiàn)來(lái)表示該水泵的吸水性能。泵的產(chǎn)品樣本給出的Q-Hs曲線(xiàn)是在大氣壓強(qiáng)為10.33mH2O，水溫為20的清水條

26、件下試驗(yàn)得出的。當(dāng)泵的使用條件與上述條件不相符時(shí)，應(yīng)對(duì)Hs值按下式進(jìn)行修正： Hs =Hs-(10.33-ha)+(0.24-hv) 8400Q(10 m /s)80160240320Hs400Hs(m)-3314SA型離心泵型離心泵Q-HS曲線(xiàn)曲線(xiàn) 例6-3:12Sh-19A型離心泵，流量為0.22m3/s時(shí)，由水泵樣本中的Q-Hs曲線(xiàn)中查得，其允許吸上真空高度Hs4.5m，泵進(jìn)水口直徑為300mm，從吸水管進(jìn)入口到泵進(jìn)口的水頭損失為1.0m，當(dāng)?shù)睾０螢?000m，水溫為40，試計(jì)算其最大允許安裝高度Hss。解：當(dāng)海拔為1000m時(shí)，Pa=0.092MPa，則ha9.2m；水溫為40時(shí)，Pv

27、=7.5KPa，則hv0.75m。Hs 4.5-(10.33-9.2)-(0.75-0.24)=2.86m mHmhmgvsmDQvhgvHHsssssss37.1)149.0(86.21;49.02; /11.3)3.0(785.022.04)2(2122121三、灌注式水泵的安裝高度灌注式水泵的安裝高度對(duì)于有些軸流泵，或輸送高溫液體（例如供熱管網(wǎng)、鍋爐給水和蒸汽管網(wǎng)的凝結(jié)水等管網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)溫度下的液體汽化壓力較高），或吸液池面壓力低于大氣壓而具有一定的真空度，此時(shí)，葉輪往往需要安裝在最低水面以下，對(duì)于這類(lèi)泵常采用“氣蝕余量”來(lái)衡量它們的吸水性能，確定它們的安裝位置。臨界氣蝕余量hmin安全

28、裕量必須氣蝕余量 實(shí)際氣蝕余量應(yīng)大于必須氣蝕余量稱(chēng)為臨界氣蝕余量，發(fā)生氣蝕，則有若泵內(nèi)的壓力損失實(shí)際氣蝕余量為PPPPPgvPPPgvPVkV)2()2(211V2112112011022vgsvgsgsPPvhgPPvHhgPPHhhHhh 當(dāng)水箱中液面壓強(qiáng)當(dāng)水箱中液面壓強(qiáng)P0等于液體溫度對(duì)應(yīng)的等于液體溫度對(duì)應(yīng)的飽和汽化壓力飽和汽化壓力Pv時(shí)，則有：時(shí)，則有：實(shí)際吸上真空高度和實(shí)際氣蝕余量之間存在如下聯(lián)系：用允許吸上真空高度和必須氣蝕余量來(lái)控制水泵的安裝位置，在本質(zhì)上是一致的。gvPPHhvas221四、泵與管網(wǎng)的連接四、泵與管網(wǎng)的連接 1、吸水管路的連接不漏氣不積氣不吸氣2、壓出管路的連接

29、止回閥減振：柔性接頭五、風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)的連接五、風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)的連接 1、風(fēng)機(jī)進(jìn)口裝置長(zhǎng)直管段或較小角度的漸擴(kuò)管推薦通風(fēng)機(jī)進(jìn)口接管2、風(fēng)機(jī)出口裝置 長(zhǎng)直管段推薦通風(fēng)機(jī)出口接管6.4泵或風(fēng)機(jī)的選用一、常用泵或風(fēng)機(jī)的性能及使用范圍1、常用水泵單級(jí)單吸離心泵、單級(jí)雙吸離心泵、多級(jí)離心泵、管道泵直接耦合式、皮帶傳動(dòng)式、直連式、濕轉(zhuǎn)子型離心泵H-Q曲線(xiàn)類(lèi)型平坦型、駝峰型、陡降型臥式單級(jí)單吸離心泵立式單級(jí)單吸離心泵單級(jí)雙吸離心泵臥式多級(jí)離心泵立式多級(jí)離心泵立式屏蔽泵 臥式屏蔽泵 皮帶輪連接 液力耦合器 液力耦合器連接泵的綜合性能圖某一類(lèi)型泵的綜合性能圖將同一型號(hào)、不同規(guī)格的泵的性能曲線(xiàn)，在高效區(qū)（0.9max）的

30、部分，繪在一張圖上。圖中的每一個(gè)方框是一種規(guī)格泵的高效工作區(qū)。其上邊是標(biāo)準(zhǔn)葉輪高效區(qū)的QH曲線(xiàn)，中邊及下邊是切削兩次的高效區(qū)QH曲線(xiàn)（或只有切削一次的下邊），兩側(cè)邊是等效率線(xiàn)。因此方框內(nèi)的工況點(diǎn)都是高效工況。泵的綜合性能圖23QH1QHTSWA臥式多級(jí)離心泵的綜合性能圖臥式多級(jí)離心泵的綜合性能圖2、常用風(fēng)機(jī)離心式：阻力大的送排風(fēng)系統(tǒng)軸流式：阻力小甚至無(wú)管路的送排風(fēng)混流式：鍋爐引風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、防排煙風(fēng)機(jī)貫流式：空氣幕、家用電扇、汽車(chē)通風(fēng)機(jī)性能及適用范圍表二、選用原則1、泵的選用原則根據(jù)輸送液體物理化學(xué)性質(zhì)（溫度、腐蝕性等）選取適用種類(lèi)的泵；泵的流量和揚(yáng)程能滿(mǎn)足使用工況下的要求，并且應(yīng)有1020的

31、富裕量；應(yīng)使工作狀態(tài)點(diǎn)經(jīng)常處于較高效率值范圍內(nèi)；當(dāng)流量較大時(shí)，宜考慮多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行；但并聯(lián)臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多，盡可能采用同型號(hào)泵并聯(lián)。選泵時(shí)必須考慮系統(tǒng)靜壓對(duì)泵體的作用，注意工作壓力應(yīng)在泵殼體和填料的承壓能力范圍之內(nèi)。2、風(fēng)機(jī)的選用原則根據(jù)風(fēng)機(jī)輸送氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)的不同，如有清潔氣體、易燃、易爆、粉塵、腐蝕性等氣體之分，選用不同用途的風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)的流量和壓頭能滿(mǎn)足運(yùn)行工況的使用要求。并應(yīng)有1020的富裕量。應(yīng)使風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)點(diǎn)經(jīng)常處于高效率區(qū)，并在流量-壓頭曲線(xiàn)最高點(diǎn)的右側(cè)下降段上，以保證工作的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。對(duì)有消聲要求的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)首先選擇效率高、轉(zhuǎn)數(shù)低的風(fēng)機(jī)，并應(yīng)采取相應(yīng)的消聲減振措施。盡可能避免采用多臺(tái)并聯(lián)或串聯(lián)的方式。當(dāng)不