管路特性曲线

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管路性能曲线和工况点讲解

(3)冷却对设有填料箱水封管、水冷轴承、水冷机械轴封或具有平衡管、平衡盘的离心泵
注意其相应水管路是否畅通
检查冷却水量和水温。
(4)封闭起、停闭排出阀运转时功率最低
但泵封闭运转的时间不能过长(液体发热 ) (5)检查转向
离心泵的工作点
当离心泵安装在一定的管路系统中工作时，其压头和流量不仅与离心泵本身的特性有关，而且还取决于管路的工作特性。
1 管路特性曲线
离心泵在特定管路系统中工作时，液体要求泵供
给的压头Ｈ可由柏努利方程式求得，即
H

z

p
g

u 2 2g

Hf
zpg源自u 2 2gHA Q
注意：管路特性曲线的形状与管路布置及操作条件有
关，而与泵的性能无关。
2 工作点（duty point）
离心泵的特性曲线H-Q与其所在管路的特性曲线He-
Qe的交点称为泵在该管路的工作点，如图所示。
H或He H=He
H-Q M He-Qe
工作点所对应的流量与压头既满足管路系统的要求，又为离心泵所能提供。
倍，如图所示。因为两台泵并联后，流量增大，管路阻力亦
增大。
Q并< 2Q
2 串联操作
当生产上需要利用原有泵提高泵的压头时，可以考虑将泵串联使用。
H 两台相同型号的泵串联工作
时，每台泵的压头和流量也是相
同的。在同样的流量下，串联泵 H串
的压头为单台泵的两倍。
H
Ⅱ
联合特性曲线的作法：将单台泵的特性曲线Ｉ的纵坐标加倍 0 ，横坐标保持不变，可求得两台
按被输送液体性质分
按吸入方式分按叶轮数目分分

离心泵的工作点及管路的特性曲线15

离心泵的工作点及管路的特性曲线【备课时间】2010年9月25日15:29:16第一课时【学习目标】1、掌握离心泵的工作点及管路的特性曲线2、掌握离心泵的操作及注意事项【自学指导】七、离心泵的工作点及管路的特性曲线1、管路特性曲线：表示管路所需外加压头与流量的函数关系的曲线。

2、管路特性曲线的推导：qVB A H 2+=3、图像表示：4、结论：①管路所需要的外加压头随q v 2而变化 ②管路阻力越大，曲线越陡，5、泵的工作点：管路特性曲线qVB A H 2+=与泵的H —q v 曲线的交点①泵的工作点坐标既是泵实际工作时的流量及杨程，也是管路的流量和所需的外加压头。

6、泵的工作点的意义： ②表明当泵配在这条管路使用时，只有这一点能完全供应管路需要的流量和外加压头。

③一定的管路和一定的泵能够配合时，一定有而且只有一个工作点。

7、泵的工作点与离心泵的设计点区别于联系：例题：下列说法正确的是（）A.一台离心泵只有一个工作点B.一台离心泵只有一个设计点C.离心泵只能在工作点工作D.离心泵只能在设计点工作解析：设计点是离心泵的最高效率点，它随离心泵的转速和叶轮的直径不同而不同，一台泵可以有多个设计点，在转速和叶轮直径不变的情况下，泵的效率随流量的变化而变化，泵在不同管路中运行时，其流量和杨程是不同的，所以虽然泵在设计点下运行最为经济，但在实际工作中不大可能在设计点工作。

工作点为管路特性曲线qVBAH2+=与泵的H—q v曲线的交点。

当泵在管路中工作时，流量和杨程之间的关系既要满足泵的特性又要满足管路的特性，即只能在工作点工作，但同样一台泵在不同的管路和原管路的特性曲线改变后，工作点也随之改变，只有在泵和管路都确定后，工作点才只能有一个。

第二课时八、离心泵的调节1、什么是离心泵的调节？调整泵的流量，改变泵的工作点。

（实质）2、为什么要对离心泵进行调节？（或离心泵调节的意义？）3、离心泵的调节途径有哪些？方法：调节离心泵出口阀的开度原因：关小阀门——管路阻力上升——管路特性曲线变陡工作点左上移——q v下降开大阀门——管路阻力下降——管路特性曲线变坡①调节管路（改变管路特性）工作点左下移——q v上升——He下降——Pa增加曲线表示：注意事项：不能用关小泵入口阀门的方式来减少流量，因为这样易导致汽蚀现象的发生。

通风机的性能曲线与工况调节

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通风机的性能曲线与工况调节
泵与风机的联合运行
• 如果第一台风机的压出管作为第二台风机的吸入管，气由第一台风机压入第二台风机，气以同一流量依次通过各风机，称为风机的串联运行。特点：各台设备流量相同，而总扬程或总压头等于各台设备扬程或压头之和。应用于以下场合： ① 用户需要的压头大，而大压头的泵或风机制造困难或造价太高； ② 改建或扩建系统时，管路阻力加大，而需要增大压头。
H Hst SQ2
式中 H——管路中对应某一流量下所需要的压头（或
称扬程），mH2O； Hst ——静压头（或称静扬程），表达式为
H st

(z2

p2

)

(
z1

p2 )

S——管路的阻抗，s2/m5；
Q——管网的流量，m3/s。
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通风机的性能曲线与工况调节
管路特性曲线与工作点
风机管路特性曲线的函数关系式为：
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通风机的性能曲线与工况调节
泵与风机的工况调节
工况点是由泵或风机的性能曲线与管路特性曲线的交点决定的，其中之一发生变化时，工况点就会改变。所以工况调节的基本途径是： ① 改变管道系统特性 ② 改变风机压头性能曲线 ③节流调节 ④压出管上阀门节流
图阀门调节的工况分析
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通风机的性能曲线与工况调节
风机的性能曲线
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通风机的性能曲线与工况调节
风机的性能曲线
图离心式泵与风机的性能曲线
(a)前向叶轮；(b)后向叶轮
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通风机的性能曲线与工况调节
风机的性能曲线
图 4-72No5型离心式风机的性能曲线
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通风机的性能曲线与工况调节

管路特性曲线介绍

管路特性曲线介绍
1、管道水头损失，指的是，水流过管道的时候，水受到阻力，而产生的能量损失。

由图可见，管道阻力损失，随着流量增加而呈抛物线增加，此图是管道系统所固有，与水泵无关。

2、阻力损失，损失的是能量，而把能量换算成以米作为单位，是为后续计算方便。

如果按照原理分析，则如下：
阻力损失=沿程阻力损失+局部阻力损失
沿程阻力损失：水流过管道时候，受到管壁的摩擦阻力
局部阻力损失：水流过管道时候，遇到弯头、阀门等阻碍，受到的损失
把以上注释，标注在图上，这样看起来更直观：
水泵把水送到用户，除了克服管道阻力损失之外，还要克服静扬程，即：
水泵需要克服的阻力=静扬程+管道阻力
其中：静扬程=垂直高度，或泵出口到密闭水箱的压差
下图综合考虑了水泵的静扬程，以及管道阻力，得到管道系统特性曲线：
管道系统特性曲线，表示水泵由吸水口到用户，期间所需要克服的阻力。

利用该曲线，结合水泵流量扬程曲线，即可确定水泵的工况点。

流动阻力及管路特性曲线

在实际工程计算中，可以简化为：
Recr＝2000 Re>2000 为紊流 Re≤2000 为层流
de
第一节圆管内流动
（3）非圆管内流态的判定 >临界雷诺数仍为2000，雷诺数低于2000为层流流动，雷诺数高于2000则为紊流流动。然而，雷诺数计算公式中的直径d必须用当量直径 d e 代替。所谓当量直径是指与非圆形截面管道具有相同流动阻力的圆管内径。
因此，对于层流：
f (Re)
对于紊流：
K f (Re, ) d
第三节沿程阻力系数
3.2尼古拉兹曲线
第三节沿程阻力系数
>五个阻力区
第三节沿程阻力系数
3.3工业管道紊流沿程阻力系数计算 1.莫迪图与当量糙粒高度
第三节沿程阻力系数
第三节沿程阻力系数
2.紊流沿程阻力系数的计算公式 (1)临界区 Re=2000~4000的临界过渡区内，可采用扎依琴柯的
p2 v2 p1 v1 g 2 g g 2 g
但二断面中压力能与动能之和相等，必然就有:
2
2
p1 p2
第一节圆管内流动
3.管道内流动边界层
>边界层汇合前的阶段，即边界层发展的阶段称为流体进口段 >边界层汇合后的阶段称为流动充分发展阶段
第一节圆管内流动
4.圆管中的速度分布
层流、紊流，管轴心处的速度均为最大速度，记为 vmax ；管壁处的速度为零。

1

8 sin

2
[(1
A1 2 A ) ] K (tg )1.25 (1 1 ) 2 A2 2 A2
第四节局部损失计算
3.管径突然收缩

离心泵及管路特性曲线测定

实验四离心泵及管路特性曲线测定一．实验目的1. 熟悉离心泵的操作方法及实验中开闭阀门顺序；2. 掌握实验原理；3. 掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法，表示方法，加深对离心泵性能的了解；4. 熟悉各种仪表的使用；5. 掌握如何处理实验数据。

二. 实验仪器和药品天津市鹏翔科技有限公司离心泵及管路特性实验装置 1台实验介质自来水三. 实验原理（一）离心泵特性曲线离心泵是最常见的液体输送设备。

在一定的型号和转速下，离心泵的扬程H 、轴功率N 及效率η均随流量Q 而改变。

通常通过实验测定出H —Q 、N —Q 及η—Q 关系，并用曲线表示之，成为离心泵特性曲线。

离心泵特定曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。

泵的特性曲线的具体测定方法如下： 1. H 的测定在离心泵进出口管装设真空表和压力表，在相应的两截面列出机械能恒算方程式（以单位重量液体为横算计准）。

出入出出出入入入-+++=+++f H gu g P Z H g u g P Z 2222ρρ 出入入出入出入出-+-+-+-=f H gu u gP P Z Z H 222ρ上式中H f 入-出是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力（不包括泵体内部的流动阻力所引起的压头损失），当所选的两截面很接近泵体时，与柏努利方程中其它项比较，H f 入-出值很小，故可忽略。

于是上式变为：gu u gP P Z Z H 222入出入出入出-+-+-=ρ将测的（Z 出-Z 入）和（P 出-P 入）的值以及计算所得的μ入，μ出代入上式可求得H 的值。

2. N 的测定功率表测得的功率为电动机的输入功率。

由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1.0，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。

即：泵的轴功率N=电动机的输出功率，KW电动机的输出功率=电动机的输入功率×电动机的效率泵的轴功率=功率表的读数×电动机效率，KW 3. η的测定N Ne=η 其中1021000ρρHQ g HQ Ne == KW 式中：η---泵的效率； N---泵的轴功率，KW Ne---泵的有效功率，KW H---泵的压头，m Q---泵的流量，m 3/s ρ---水的密度，Kg/m 3 (二)管路特性曲线当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路特性有关，也就是说，在液体输送过程中，泵和管路二者是相互制约的。

管路特性曲线测定实验装置的设计与测试

维普资讯
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理
第２４卷
第３期２０年３０７月
Ｃ１—２３／ＴＮｌ０４
ＥｐｒｍｅｔｌＴｅｈｏｏｙａｄＭａａｅｎｘｅｉｎａｃｎｌｇｎｎｇｍｅｔ
ｖ０．４Ｎ０３Ｍａ．２ｏ１２．ｒ０７
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Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｗｉｈｄａｃｆｑｅｃｏｖｒｉｎｔｃｎｌｇ，ｔｅｅｆｃｆ￣ｅｕｎｙｃｎｅｉｎｔｃｎｌｇｎｔｔｅａｖｎｅｏ￣ｅｕｎｙｃｎｅｓｅｈｏｏｈｏｙｈｆｔｅｏｑｅｃｏｖｒｏｅｈｏｏｏｓｙｒｇｌｔｎｏｕｏｓａｋｏｌｄｅｙｃｍｐｎｅ．ＩｓｎｃｓａｏｒｃｎｔｕｔｄｄｓｇｅｅｐｒｍｅｔｅｕａｉｆｐｍｐｆｗｉｃｎｗｅｇｄｂｏａｉｓｔｉｅｅｓｒｔｅｏｓｒｃｅｉｎｎｗｘｅｏｌｙｎａｉｎｄｖｃｏｓｔｓｙｗｔｄｃｔｎＴｅｄｓｇｄａ，ｔｓｉｇｐｏｅｕｅａｄｒｓｌｉｔｔｄｉｈｓａｔｃｅＩｉｄ — ｅｉｅｔａｉｆｉｈｅｕａｉ．ｈｅｉｎｉｅｏｅｔｒｃｄｒｎｎｅｕｔｓｓａｅｎｔｉｒｌ．ｔｎｉｉｃｔｓｔａｈｅｅｐｒｎｓｃｎｒａｈｔｅｄｍａｄｏｘｅｍｅｔｌｅｕａｉｎＴｅｅｐｒｎａｔｕｔｒｓａｅｈｔｔｅｎｗｘｅｉｍｅｔａｅｃｈｅｎｆｅｐｒｉｎａｄｃｔ．ｈｘｅｍｅｔｓｃｕｅｉｏｉｌｒｏｔｚｄｗｈｃｉｅｐｕｏｅｅｏｔｅｎｉｅｒｇｃｎｅｔｎｆｓｕｅｔ，ｅｒｈｓｎｒｎｖｔｓｈｅｐｉｅｉｈｓｈｌｆｌｔｄｖｌｐｈｅｇｎｅｎｏｃｐｉｏｔｄｎｓｍｉｉｏｎｃｅａｄｅｏａｅｔｉｓｕｅｔｔｄｎｓ’ｋｏｅｇｙｔｍ．ｎｗｌｄｅｓｓｅ

管路特性曲线

管路特性曲线
PRO/ENGINEER提供了专用的管理设计模块PRO/Piping。

根据已设计好的室外钣金模型(图1)，我们利用PRO/Piping功能进行空调室外管路设计(图3)。

传统的管路设计方法主要是在实物上测量，然后反复制作配管样品装机校核，设计周期长。

而使用PRO/Piping进行管路设计很好地解决了这一问题，由于其全参数的三维设计模式，使得工程开发人员在进行管路设计的时候，不但对管路的工艺性、三维空间的位置都有了全局性的考虑，同时还能更全面地考虑到管路由于跌落及运输带来的震动和噪音等方面的影响，因此提高了管路设计的一次成功率及管路的可靠性，缩短了开发的时间。

同时由于零部件的高度通用化及标准化，加之压缩机外观的大同小异，我们可以利用PRO/ASSEMBLY的Restructure对四通阀部件(图2)进行重新构建,然后在SaveaCopy新建一个四通阀部件，接着利用MATE、ALIGN、INSERT、ORIGN等进行装配。

再修改管路的参数，很快就能初步构建好新的四通阀部件，这样大大减少了前期对管路部件构思和设计的时间。

这也是PRO/E高度参数化带来的好处。

由于PRO/E在设计上有如上的特点，所以在缩短开发周期中，保证了设计质量的同时，也大大减少样件的数量。

这对开发成本的降低是很明显的。

同样利用PRO/E的Assembly Mass Properties,可以通
过输入组件的材料密度后，得到体积、曲面面积和质量等数据(图4)，这对于前期对管路部件进行成本预算是很有用的。

特别是近期的原材料价格大幅度上涨，材料成本的控制成为了成本控制的一大环节。

设计开发人员可以利用该功能在设计初期就对成本进行有效的控制。

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管道水头损失特性曲线是管道的水头损失随管道流量的变化曲线，可表示成
hf=SQ^2
泵水装置的管道系统特性曲线是提升高度与管道水水头损失总和随流量的变化曲线，即H=Ho+hf=Ho+SQ^2
水泵扬程和流量的关系曲线H=Hs+SpQ^2 是一条凹向下的曲线，而管道系统特性曲线是一条凹向上的曲线，对应的坐标与扬程和流量一样地看H跟Q。

管道水头损失特性曲线是管道的水头损失随管道流量的变化曲线，可表示成
hf=SQ^2
泵水装置的管道系统特性曲线是提升高度与管道水水头损失总和随流量的变化曲线，即H=Ho+hf=Ho+SQ^2水泵扬程和流量的关系曲线H=Hs+SpQ^2 是一条凹向下的曲线，而管道系统特性曲线是一条凹向上的曲线，对应的坐标与扬程和流量一样地看H跟Q。

由于离心设备（包括压bai缩气体的离心du机和压缩液体的离zhi 心泵）总是通过管路系统dao与外界相连，广其管路系统可能或长或短，或简单，或复杂，因此它表现出来一个特征，流体在管网中的流动阻力与流量的平方成正比。

这个比例系数就叫阻力系数。

同样的机泵，在不同的状况，在不同的单位、地点、系统中表现不完全一样，就是因为各系统的阻力系数不一样，这种特性就叫管路特性。

顺便说一下，一些负责工程的技术人员，因为不了解管路特性的概念，机泵发生喘振，不加分析地把责任归结到机泵自身质量，是轻率的。