水泵工作点的调节ppt
第四章 水泵运行工况及工况调节 第三讲
O
Q
3、切削叶轮应注意的问题
应用切削律应该注意以下几点：
1）不同构造的叶轮应取不同切削方式。 （1）低比转数的叶轮，叶轮前后两盖板和叶片切削量都是一样的； （2）高比转数的叶轮，叶轮前后两盖板和叶片切削量是不一样的。 对于高比转数的离心泵，后盖板的切削量应大于前盖板；对于混流 泵的叶轮只切削前盖板的外缘直径，叶片完全不切削，以保持水流 的流线等长。叶轮出口如果有 导流器或减漏环，则切削时, 可只切削叶片。 （3）叶轮切削后对出水 舌面需要进行处理。
H3
- 4° O
Q
（1）如果叶片安装角度为0°。 最高水位时 Q=663L/S，N=38.5Kw,η=81% 常水位时 Q=570L/s，N=48Kw,η>81% 最低水位时 Q=463L/s，N=57Kw,η=73% 由此可以看出，最低水位时水泵出水量较小，效率低， 轴功率较大且有超载的危险，为了避免超载现象的发生， 可以通过改变叶片角度对工况进行人为调节。调节的情况 如下： 1）最高水位时，叶片安装高度调至+4° Q=758L/s，N =46Kw，η>81% 2）常水位时，叶片安装角度调至0° Q=570L/s ，N=48Kw ，η>81% 3）最低水位时，叶片安装角度调至-2° Q=425L/s，N=51.7Kw,η=73%
4.3.2 变径调节 变径调节：是将水泵的原叶轮直径在车床上切削去一 部分再安装好进行运转。切削叶轮是用以改变水泵特 性的一种调节方法。
D2 Q' Q D2
'
D2 – D’2 D’2
H' D'2 2 ( ) H D2
D P' ( 2 )3 P D2
'
D2
水泵运行工况点与调节
4、节流调节
改变出水管路闸门开度
改变水泵装置需要扬程曲线
适用条件：离心泵和低比转速混流 泵，不适用于比转速较 大的泵
特 点：调节方法可靠、简单易 行，但不经济
作 用：一般用来防止过载和汽 蚀
作业
1、一台离心泵从进水池抽水，流量0.04m3/s，进水池水位低于 水泵轴线5m；出水池水位高于水泵轴线1.6m，进水管长 8m，装有带底阀的莲蓬头，局部损失系数为6，90°弯头一 个，局部损失系数为0.4；出水管长5m，管径150mm，管口 不放大，拍门淹没出流，局部损失系数为1.5，管路上有两个 90°弯头，管路上有一只阀门全开水头损失忽略不计。水泵 效率70%，管道的糙率为0.013，水泵进口直径200mm。试 求：要求水泵进口处真空值不超过6m水柱时，进水管的管径 应选多少？此时水泵的扬程为多少，轴功率为多少？
改变叶轮的直径
改变水泵性能曲线
车削定律
⎧Q ⎪
=
D
⎪Qa Da
⎪
⎪H
⎨ ⎪
H
a
=
⎜⎜⎝⎛
D Da
⎟⎟⎠⎞2
⎪ ⎪N ⎪⎩ Na
=
⎜⎜⎝⎛
D Da
⎟⎟⎠⎞3
适用条件：通常只适用于比转速不超过350的水泵（离心 泵或蜗壳式混流泵）
3、变角调节
改变叶片的安放角
改变水泵性能曲线
适用条件：适用于低扬程水泵（轴流泵、导叶式混流泵）
=
n3 n3
1
水泵变速前后，满足比例律的各工况点均在一条抛物线上，具 有相似的工况，并且效率相等（近似相等）
由 Q1 = n1 , H 1 = n12
Q2
n2 H 2
n2 2
H1 H2
第五章 叶片泵的运行工况与调节
第五章叶片泵的运行工况与调节水泵出水池进水池抽水装置示意图工作点：水泵和抽水装置的稳定运行点H(扬程）0Q (流量)水泵特性曲线第节水泵运行工况的确定第一节提供能量出水池进水池Hr H＝H (扬程）工作点= 平衡点=Hr H??水泵特性曲线Q (流量)出水池2P1进水池1h p p 12−V V22−=w Hs ρgg 212+++Hr净扬程水头损失=0≈02SQh w =2SQH H st r +=HrHstQQ ~H r（装置需要扬程曲线）HrHHsQQ ~H rQQ ~H（装置需要扬程曲线）（水泵特性曲线）（1）Graphic solution method (图解法）Duty point （工作点）H (扬程）Hr =H H HrH Q HsQ (流量)（2）Numerical solution method (数解法）2SQ Hs Hr +=Q ~ Hr ：H2=Q ~ H ：QQ 210Qa Q a a H ++QHrH =ⅡⅠⅡⅠTwo pumps in series Two pumps in parallel (两泵串联）（两泵并联）QQQ+=2122DC11QSQSHHCDACstr++=Q1Q22222QSQSHHCDBCstr++=A B两泵并联1）并联点前的管路损失可以忽略时如果并联点前的管路AC、BC很短，局部阻力损失也很小，即并联点前管路的阻力损失占整个管路阻力损失的比重非常小，以至可以忽略不计2211QS Q S H H CD AC st r ++=2222QS Q S H H CD BC st r ++=1）并联点前的管路损失可以忽略时如果并联点前的管路AC、BC很短，局部阻力损失也很小，即并联点前管路的阻力损失占整个管路阻力损失的比重非常小，以至可以忽略不计2=1QS H H CD st r +22QS H H CD st r +=21r r H H =1）并联点前的管路损失可以忽略时Q Q Q =+2121H H ==21r r H HQ ~H r1）并联点前的管路损失可以忽略时+~HH (扬程)Q 1+ Q 2 H 扬程相等Q 2~HQ 1~H 21H H =Hst Q (流量）2）并联点前的管路损失不能忽略时①相同性能的水泵并联且并联点前的管路布置对称（即管路的长短、大小、材质以及管路附件均相同）；（即管路的长短大小材质以及管路附件均相同）；②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称2）并联点前的管路损失不能忽略时①相同性能的水泵并联且并联点前的管路布置对称（即管路的长短大小材质以及管路附件均相同）（即管路的长短、大小、材质以及管路附件均相同）；=Q 流量相等（Q 1Q 2）H =H 扬程相等（12）2211QS Q S H H CD AC st r ++=2222Q S Q S H H CD BC st r ++=扬程相等（H 1=H 2）Q 22)2(Q S S H H CD AC st r ++=2S H AC +)4(Q S H CD st r +=2）并联点前的管路损失不能忽略时相同性能的水泵并联且并联点前的管路布置对称（即管路的长短、大小、材质以及管路附件均相同）；2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称流量不相等（Q1≠Q2）扬程不相等（H 1≠H2）不能用等扬程下流量横加2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称流量不相等（Q1≠Q2）扬程不相等（H 1≠H2）想象处理：把水泵吸水管的进口A、B看成是泵的进口，把泵的出口延伸到并联点C，也就是将并联点前的管路阻力损失点C也就是将并联点前的管路阻力损失当成泵内的水力损失2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称想象处理：把水泵吸水管的进口A、B看成是泵的进口，把泵的出口延伸到并联点C，也就是将并联点前的管路阻力损失当成泵内的水力损失扬程相等（H1=H2）流量可叠加2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称想象处理：把水泵吸水管的进口A、B看成是泵的进口，把泵的出口延伸到并联点C，也就是将并联点前的管路阻力管损失当成泵内的水力损失2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称 需要扬程曲线22111Q S H Q S H H CD st AC r r +=−=′22=−=′222Q S H Q S H H CD st BC r r +并联运行工作点数解法2121101Q a Q a a H ++=泵1的Q ~H曲线方程2222102Q b Q b b H ++=泵2的Q~H曲线方程22111Q S Q S H H CD AC st r ++=水流过ACD的需要扬程联立22222Q S Q S H H CD BC st r ++=水流过BCD的需要扬程求解11r H H =22r H H =QQ Q =+21并联运行工作点讨论1) 并联运行时各台水泵的流量小于水泵各自单独运行时的流量，也表明水泵并联运行时的总流量小于每台泵各自单独工作时的流量之和.作时的流量之和并联运行工作点讨论2)当两台大小不同的泵并联时，小泵输出的流量很小，且随装置需要扬程曲线的变陡（即管路阻力损失变大）输出流量进一步减小。
工况点的确定与调节
nA
nB A(QA ,HA) B(QB ,HB )
Q ~H
0
3 Q(m/s)
（三）变速运行的特点
1）使水泵高效、经济合理地运行。 2）水泵低速起动，可减小起动力矩，易于起动。 **一般水泵降速不超过30%。 **一般不宜采用增速的方法，特殊需要时， 增速不要超过额定转速的5%。 **注意防止引起共振。
叶轮直径实际车削比( %)
D K D Da
90 2 1 80
查图得叶轮实际车削比: 70 91.5% 70 80 90 叶轮直径计算车削比 (100%) 故实际车削量为: 图 4-18 叶轮车削量校正 367×（100-91.5）%=31.195（mm）， 1.径流式叶轮；2.混流式叶轮 车削后的叶轮直径: 367×91.5%=335.805（mm）。
叶片角度增加，比较两三角形中的vu2，后者明显增 大，根据基本方程，可见H增加了，即在流量Q不变的情 况下扬程增加。所以H～Q曲线上移，而这时的效率变化 很小。
v 2 v2 w2 w2 vm2
u2
2
vu2 vu2
2
图 4-20 轴流泵的变角调节
（二）叶片角度调节的方式
1）半调节 2）全调节: 液压系统 机械调节
H(m)
Qa 130 Da D 367 329(m m) Q 145 理论车削量为：
D H=KQ
37 30 20
2
Da A
B
D D Da 367 329 38(mm)
H~Q
0
Hale Waihona Puke 130150170
Q(L/s)
图 4-15
例4 - 5图
4）修正:
100
水泵工况调节资料课件
目录
CONTENTS
• 水泵工况调节基本概念 • 离心泵工况调节方法 • 轴流泵和混流泵工况调节方法 • 往复式容积泵工况调节方法 • 其他类型水泵工况调节技术探讨 • 总结与展望
01
水泵工况调节基本 概念
工况调节定义与意义
工况调节定义
根据实际需要，调整水泵的运行 状态，以满足不同工况下的要求 。
应用场景
通过切割离心泵的叶轮，改变叶轮的直径 ，从而改变泵的性能曲线，实现工况调节 。
适用于流量和扬程都需要降低的场合。
优点
缺点
能够在一定程度上提高泵的效率，降低成 本。
叶轮切割后，泵的性能会发生变化，可能 需要进行重新匹配和调整。
03
轴流泵和混流泵工 况调节方法
轴流泵工况调节特点及方法
调节特点：轴流泵的工况调节主要通过 改变泵的转速、叶片角度和流量来实现 。具有调节范围广、效率高等特点。
节流调节：通过调节出口阀门开度来改 变泵的流量和扬程，适用于小流量、高 扬程的场合。
变角调节：通过改变叶片角度来调节泵 的工况点，适用于扬程变化较大、流量 变化较小的场合。
调节方法
变速调节：通过改变泵的转速来调节流 量和扬程，适用于大流量、低扬程的场 合。
混流泵工况调节特点及方法
调节方法
变角调节：通过改变叶片角度来 调节泵的工况点，适用于需要保 持一定扬程、流量变化较小的场 合。
调节原理
采用独特的叶轮结构和流道设计 ，实现大流量、高扬程、无堵塞
排污。
优点
适用于输送含有大量固体颗粒、纤 维等复杂成分的介质，具有高效、 节能、环保等特点。
缺点
结构复杂，维护成本较高，对介质 成分和温度有一定要求。
水泵与水泵站水泵运行工况及工况调节图文PPT课件
第29页/共52页
A QH
B
Q
2、应用切削律注意点
(1)切削限量 (1)对于不同构造的叶轮切削时，应采取不同的方式。
第30页/共52页
(3)沿叶片弧面在一定的长度内铿掉一层，则可改善 叶轮的工作性能。
第31页/共52页
(4)叶轮切削使水泵的使用范围扩大。
第1页/共52页
泵所在的管路状况2
• 由公式：He =K+ SQ2 ，可绘图: • 综： • （1）在特定的管路中输送液体时， • 管路所需的扬程随所输送液体流量 • 的平方而变。相应的Q e- He曲线为 • 管路特性曲线。 • （2）管道系统中，通过的流量不同， • 单位重量液体所消耗的能量也不同。 • (3)曲线的形状由管路布局与操作条 • 件来确定，与泵的性能无关.
§ 2.8 离心泵装置调速运行工况
• 2.8.１叶轮相似定律
几何相似：两个叶轮主要过流部分一切相对应 的尺寸成一定比例，所有的对应角相等。
b2 D2
b2m D2m
b2、b2m ——实际泵与模型泵叶轮的出口宽度； D2、D2m——实际泵与模型泵叶轮的外径；
——比例。
第10页/共52页
运动相似的条件是：两叶轮对应点上水流的 同名速度方向一致，大小互成比例。也即在 相应点上水流的速度三角形相似。
要形成不同比转数ns，在构造上可改变叶轮的外 径(D2)和减小内径(D0)与叶槽宽度(b2)。
第22页/共52页
(3)相对性能曲线 ns越小：Q—H曲线就越平坦； Q＝0时的N值就越小。因而，比转数低的水泵，
采用闭闸起动时，电动机属于轻载起动，起动电流减小； 效率曲线在最高效率点两则下降得也越和缓。
水泵运行工作点的确定.ppt
3.1 水泵运行工作点的确定
一、抽水系统的管路特性曲线 把单位重量的水从进水池输送到出水池所
需的能p '' p '
H净
h损
3.1 水泵运行工作点的确定
一、抽水系统的管路特性曲线 把单位重量的水从进水池输送到出水池所
需的能量称为需要扬程（H需）。
H需 H净 h损
Q～H HA
Q～
Q～N
Q～NPSH r
QA
3.1 水泵运行工作点的确定
Q、H、N、η、(NPSH)r
我们把与泵的工作状况相对应的一组 工作参数称为水泵运行的工作点
3.1 水泵运行工作点的确定
3.1 水泵运行工作点的确定
抽水系统——进水池、出水池、泵、动力机、 传动设备、管路（包括管路附件）形成的整体。
h损～Q
Q
3.1 水泵运行工作点的确定
H、N、
Q～H
问题: 交点A是水泵 的工作点吗？
HA Q ～H需
NA
A
A
Q～N Q～
0
QA
Q
3.1 水泵运行工作点的确定
二、池水位不变水泵工作点的确定
1、图解法
H、N、
Q～H
A
H A Q ～H需
NA
Q～N
A Q～
0
QA
Q
3.1 水泵运行工作点的确定
2、数解法 管路特性方程
3.1 水泵运行工作点的确定
L v2
h损 h沿 h局 f D 2g
v2 ( f L
2g D
) Q2 KQ2
2gA2
h损
K
(f
L D
)
1 2gA2
h损～Q
3.1 水泵运行工作点的确定
第三章水泵及管道系统的控制调节ppt课件
真值表
00 01 ab 11 10
a
b(b) Pt-1
P
0
0
1
0 0(1) 0 0
0 0(1) 1 0
0 1(0) 0 0 0
1
1
0 1(0) 1 1
1 0(1) 0 —
1 0(1) 1 — 1 1(0) 0 1
图3.2 例1卡诺 图
1 1(0) 1
1 精品课件
0Pt-1 1-
得到逻辑表达式：
建立图3.3所示的控制系统线路。 ~
精品课件
控制系统的构成
(1)一次仪表计量的水位、水量、温度、电流、电压等数据 及各种故障信号均通过转换器换成电压模拟信号，经滤波 器送入微机的A/D电路。
(2)微机输出的开停水泵信号，经过通用接口连接器、寄存 器及继电器驱动后，控制定速水泵启动柜和变速水泵调速 柜的开停。同时转速的控制由微机发出的数字星调速信号， 经过D/A转换成电压模拟信号，送至调速柜执行，
精品课件
二、恒压给水系统压力控制点的位置
恒压给水系统按压力控制点位置的不同，又可以分为两大 类：一类是将控制点设在最不利点处，直接按最不利点水 压进行工况调节；另一类是将控制点设于水泵出口，按该 点的水压进行工况调节，间接地保证最不利点的水压稳定。
精品课件
1 控制点设在水泵出口
压力控制点设在水泵出口，事先给定一个压力设定值，按 此值变速调节水泵工况是常用方式．其工作特性如图。
[例1] 排水泵站的控制系统 要求：当水位高于a时，水泵启动排水；当水位低于b时，水泵
停止排水。
图3.1 排水泵站系统示意图 精品课件
分析该系统的工作过程，可知这是一个有记忆的逻辑 系统，可以采用交流接触器组成逻辑控制装置。变量 有水位a、b及代表水泵当前状态的附加变量Pt-1，3个 变量共有8种逻辑组合。
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变小，曲线变陡。
开大阀门，使B值变大，流量
变大，曲线变平缓。
1
H-Q M1
2
M
M2
QM1 QM QM2
优点：调节迅速方便，流量可连续变化； 缺点：流量阻力加大，要多消耗动力，不经济。
2．改变泵的特性曲线
泵的转速降低，则H~Q线下移，工作点移至M1,流量减小到QM1；
泵的转速提高，则H~Q线上移，工作点由M移至M2，流量由QM
2 2 解： 在 1-1和2-2截面间列柏努利方程：
Z1
p1 g
u12 2g
He
Z2
p2 g
u22 2g
H
f
12
12m 1
1
Z2-Z1=12m, p1=0（表）, p2=0（表） u1=0, u2=0
He 12 H f 12
H f吸入 l d le
u2 2g
0.3164
du
0.25
l
d
le u2 2g
0.3164
0.08
1000
0.25
1.3103
20
Qe1.75
0.08
29.81
0.082
1.75
4
2697.5Qe1.75
H f排出 l d le
u2 2g
0.3164
0.051000 1.3103
0.25
50 0.05
2
Qe1.75
9.81 0.052
HS
3.0
2.554 104 9.81104
0.24
1000
0.65m
Hg
HS
u12 2g
H f 01
0.65
1.0
0.35m
讨论：
1）离心泵的允许吸上真空度和允许气蚀余量值是与其流量
有关的，大流量下△h较大而HS较小，因此，必须注意使用
最大流量值进行计算。
2）离心泵安装时，应注意选用较大的吸入管路，减少吸入
H S
u12 2g
H f 01
式中: Hf,0-1=1.0m
u12 0 2g
此时Hs不用修正
Hg 3.0 1.0 2.0m
（2）输送65℃水时泵的安装高度
需对其Hs 进行换算，即
HS
HS
Ha
10
pV 9.81103
0.24
1000
由附录查得65℃时水的密度ρ＝980.5kg/m3，饱和蒸汽压 pv＝2.554×104Pa，则
H=He
H-Q M
He-Qe
Q=Qe
两方程所得到两特性曲线的交点，即离心泵的工作点M 对所选定的泵以一定转速在此管路系统操作时，只能在此点工作。 在此点，H＝He，Q＝Qe。
（二）离心泵的流量调节 1．改变管路特性曲线----改变泵出口阀开度
2
B
l
le
d
1 2g
1 4d2
关小阀门，使B值变大，流量
并联后的总流量必低于单台泵流量的两倍。
H
•
•
M并
He-Qe
M H-Q
QM QM并
（2）离心泵的串联
在同一流量下，两台相同的泵串联所提供的压
H
头为单台泵所提供压头的两倍。
•
He-Qe
内容回顾
1.离心泵的性能参数及特性曲线
1）H～Q曲线：压头随流量的增大而下降。 2）N～Q曲线：轴功率随流量的增加而上升，流量为零时轴功 率最小。
离心泵启动或关闭时，应关闭出口阀，使启动电流最小， 以保护电机。
3） ～Q曲线：离心泵在一定转速下有一最高效率点。此最
高效率点称为离心泵的设计点。设计点对应的流量称为额定流 量。在选用离心泵时，应使离心泵在该点附近工作。
4）H、Q、η与液体密度无关，但轴功率N随密度增大而增加 。
5）粘度增加，泵的压头减小，泵的流量减小，泵的效率下降， 泵的轴功率增大 。 6）离心泵转速、叶轮直径增加，其压头、流量、轴功率均增大。 2. 离心泵的安装高度 1) 汽蚀现象 2)允许吸上真空度
3) 允许气蚀余量
【例】用3B33型水泵从一敞口水槽中将水送到它处，槽内液面恒定。 送水量为45～55m3/h。在最大流量下吸入管路压头损失为1m，液 体在吸入管路的动压头可忽略。试计算：（1）输送20℃水时泵的 安装高度；（2）输送65℃水时泵的安装高度。 当地大气压为9.81×104kPa。
解： 由附录查得3B33水泵的部分性能列于下表：
流量 压头H/m 转速 允许吸上真空
Q(m3/h)
n/(r/min)
度Hs/m
30
35.6
7.0
45
32.6
2900
5.0
55
28.8
3.0
为了保证泵的正常运转，以最大流量作为设计安装高度的依据，
即取
Hs=3.0m
（1）输送20℃水时泵的安装高度
Hg
1.75
4
62875.1Qe1.75
H f 12 Hf吸入 Hf排出 2697.5Qe1.75 62875.1Qe1.75 65572.6Qe1.75
He 12 65572 .6Qe1.75
H
管路特性曲线：
Z p
g
He-Qe Q
2．离心泵的工作点
离心泵在管路中正常运行 时，泵所提供的流量和压 头应与管路系统所要求的 数值一致。此时，安装于 管路中的离心泵必须同时 满足管路特性方程与泵的 特性方程。
He
Z2
p2 g
u22 2g
H
f
12
1
He
Z
p
g
u2 2g
H
f 12
2 2 1
对于直径均一的管路系统，压头损失可表达为
H f l d le
u2 2g
l d
le
1 2g
Qe 4d
2
2
2
令B
l
le
d
1 2g
1 4d2
管路特性曲线
注:若λ随Re的变化不能忽略,则需带入λ相应的关联式,从而得 到He和Qe的关系
加大到QM2； 优点：流量随转速下降而减 小，动力消耗也相应降低；
H-Q He-Qe
M2 M M1
缺点：需要变速装置或价格昂贵的
变速电动机，难以做到流量连续调
节，化工生产中很少采用。
QM1 QMQM2
3．离心泵的组合操作 (1) 离心泵的并联
在同一压头下，两台同样的泵并联所提供的流量为单台泵提 供流量的两倍。
如果管路中的流动处于阻力平方区，则B为常数。
例：如图，设水在光滑管内流动，吸入管路直径为0.08m，管长 排出20m（包括全部阻力的当量长度），排出管路直径为0.05m， 管长50m （包括全部阻力的当量长度），设Re>4000,两槽均与大 气相通。求管路的特性方程。(已知水的粘度为1.3mPa.s)
管路的弯头、阀门等管件，以减少吸入管路的阻力。
3）当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现允许
安装高度为负值的情况，此时，应将离心泵安装于贮槽液面
以下，使液体利用位差自流入泵内。
六. 离心泵的工作点和流量调节 (一) 管路特性曲线和离心泵的工作点
在如图所示的两截面间列柏努利方程
Z1
p1 g
u12 2g