1-9 离心泵的装置特性与工况调节
第四讲_离心式压缩机_第9节_与管路联合工作及工况调节
第九节 与管路联合工作及工况调节
与管路联合工作及工况调节
4.9.1 离心压缩机装置特性 4.9.2 离心压缩机的串并联 4.9.3 离心压缩机的工况调节
离心压缩机装置特性
和离心泵相同
•通过压缩机的气体流量=管道气体流量 •压缩机增压ΔP=管路阻力降 •工作点：压缩机性能与管路特性 •工作点变化：节流、旁路、切割叶轮、
END
能曲线 优点：操作方法简单
方便，最经济
离心压缩机的工况调节
⑷ 转动进口导叶（进气预旋调的工况调节
离心压缩机的工况调节
⑸ 转动扩压器叶片 原理：改变扩压器叶片角减小冲击损失 目的：改变机器喘振点，扩大压缩机稳定工况范围 优点：操作方法简单 缺点：经济性差
➢ 阀全开时：
ps pa ps Qs曲线1
➢关小调节阀：
ps 、pd 进气压力曲线2 曲线向左下方移动，ps Qs曲线3
➢进一步关小：
ps 、pd 进气压力曲线4 曲线向左下方移动，ps Qs曲线5
进口就节流调节实际上是改变了压缩 机的性能曲线。
离心压缩机的工况调节
⑶ 改变转速调节 原理：改变压缩机性
离心压缩机的串并联
⑵ 离心压缩机的并联
应用场合： ① 增加供气量； ② 气量很大，一台困难 ③ 用气量变动，利用台数控制
并联特性： ①总流量增加，但单台流量…… ②若并联后管路阻力系数增大……
离心压缩机的工况调节
合理选择压缩机，应该使压缩机能在设计工况附近操作， 因为这时压缩机的效率最高。但由于生产上工艺参数不可避免 的会有变化，所以经常需要对压缩机进行手动或自动调节，使 压缩机能适应生产要求，改变工况点，以保持生产系统稳定。
变转速等
离心泵的性能参数与特性曲线
离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。
离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。
它们之间的关系常用特性曲线来表示。
特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。
（一）离心泵的性能参数1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。
离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。
2、压头（扬程)离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。
压头的影响因素在前节已作过介绍。
3、效率离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。
反映能量损失大小的参数称为效率。
离心泵的能量损失包括以下三项，即(1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。
闭式叶轮的容积效率值在0.85～0.95。
(2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。
这种损失可用水力效率ηh来反映。
额定流量下，液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致，这时损失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范围。
(3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。
机械损失可用机械效率ηm来反映，其值在0.96～0.99之间。
离心泵的总效率由上述三部分构成，即η=ηvηhηm（2-14）离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。
通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。
4、轴功率N由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。
离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量，则有Ne = HgQρ（2-15）式中Ne------离心泵的有效功率，W；Q--------离心泵的实际流量，m3/s；H--------离心泵的有效压头，m。
水泵运行工况及工况调节
泵的出水量。
举例： 如图所示为五台泵并联工作的情况。
H
1
2
34
1台 2台
3台
5 4台
管道特性曲线 5台
O
Q1
Q2
Q3 Q4
Q5
Q
100
190
251 284 300
注意：在泵站设计中，如果所选水泵是以经常单独运行 为主的，并联工作时，要考虑到各单泵的流量会减少的，扬 程是会提高的。如果选泵时是着眼于各泵经常并联运行的， 各单泵单独运行时，相应的流量将会增大，轴功率也会增 大。
(2)绘制需能曲线
H=HST+SDFQI2+SFGQ =HST+SDF(Q/2)2+SFGQ2 =HST+(1/4SDF+SFG)Q2
点绘 DFG 管（或EFG ）管道的特性曲线。
（3）求工况点
(Q-H)1+2与H=HsT+(1/4)SDF+SFG)Q2的交点E, 即为并 联工作的工况点,过E点作Q轴的平行线，与单泵性能曲线的
η = 1+2
QH QH
P1 P2
管道布置是否对称的工程处理： （1）从工程实际看，只有两泵离汇流点的距离相差较
大，而又并联工作时，才作不对称处理。 （2）北方井群系统，从水泵工况来说：相当于几台水
泵在管道不对称的情况下并联工作，应作不对称处理。一 般来说是各井间的吸水动水位不同，可以选取一个共同的 基准面，在静扬程计算时，做相应的修正 。
（Q－H)’’ ；
2） EG管道系统特性曲线可用H=ZG-SEGQ2 计算， 即Q－∑hEG
3）工况点：M为工况点：
水泵工况：Q=Qp , H=H’p F池工况： Q=Qk G池工况：Q=Qp+Qk=QM
采油机械复习题
采油机械复习题一、单项选择题1、离心泵的N—Q曲线是（B选择驱动机的依据和C启动泵的依据）2、锥形管式吸入室适用于（小型单级单吸悬臂式）离心泵。
3、离心泵的主要工作参数是（A 流量B扬程C功率和效率）4、适用于高扬程、液体较洁净场合的离心泵叶轮是（闭式叶轮）5、离心泵采用的平衡措施中，适用于多级泵的是（叶轮对称布置）6、能够完全平衡掉轴向力的措施是（自动平衡盘）7、离心泵的H—Q曲线是（选泵和操作使用泵的依据）8、离心泵的ŋ—Q曲线是（检查泵经济性的依据）9、离心泵的操作包括（A 启动、运行B倒泵、停泵）10、往复泵适用于输送（A 高压B小流量C高粘度）的液体11、离心泵的主要零部件中，（叶轮）是转动件12、离心泵中给液体增加能量的零部件是（叶轮）13、不是离心泵用途的是（做钻井泵）14、不是离心泵操作内容的是（保养）15、不是离心泵泵轴校正的常用方法是（化学校直法）16、两台离心泵相似的条件是（A几何相似B运动相似）17、离心泵的相似特性里给出了三个定律，下面（能量守恒定律）不是。
18、防止离心泵发生汽蚀的措施是（降低泵的安装高度）19、离心泵泄露严重，下面（液体在泵内汽化）不是造成这个故障的原因。
20、离心泵灌泵的目的是（A排净泵内空气C启动后在泵吸入口产生真空）21、离心泵的理论扬程与输送液体的（性质无关）22、离心泵工况调节中改变管路特性的调节方法是（出口节流调节）23、螺旋形吸入室适用于（A 单级双吸式B水平中开式多级）离心泵。
24、圆环形吸入室适用于（单吸分段式多级）离心泵。
25、离心泵工况调节中改变泵特性的调节方法是（A改变泵的转速B切割叶轮）26、适用于流量较大场合的叶轮是（双吸叶轮）27、分段式多级离心泵中正向导叶的作用是（A收集叶轮排出的液体B转变大部分动能为压能）28、往复泵中，（泵阀）是控制液体单向流动的液压闭锁机构，是泵的心脏部分。
29、为了保证往复泵在高压下能够安全工作，需要在出口处安装（安全阀）30、往复泵的输出压力与（负载）有关。
离心泵的性能参数与特性曲线
离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。
离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。
它们之间的关系常用特性曲线来表示。
特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。
（一）离心泵的性能参数1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。
离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。
2、压头（扬程)离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。
压头的影响因素在前节已作过介绍。
3、效率离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。
反映能量损失大小的参数称为效率。
离心泵的能量损失包括以下三项，即(1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。
闭式叶轮的容积效率值在0.85～0.95。
(2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。
这种损失可用水力效率ηh来反映。
额定流量下，液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致，这时损失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范围。
(3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。
机械损失可用机械效率ηm来反映，其值在0.96～0.99之间。
离心泵的总效率由上述三部分构成，即η=ηvηhηm（2-14）离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。
通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。
4、轴功率N由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。
离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量，则有Ne = HgQρ（2-15）式中Ne------离心泵的有效功率，W；Q--------离心泵的实际流量，m3/s；H--------离心泵的有效压头，m。
简述离心泵流量调节方法及各自特点
离心泵是一种常见的流体输送设备，广泛应用于工业生产和民用领域。
在使用离心泵时，往往需要对其流量进行调节，以满足不同的工艺要求或使用场合。
流量调节的方法有很多种，每种方法都有其特点和适用范围。
本文将简要介绍离心泵流量调节的方法及各自特点。
一、调节叶片角度离心泵的叶轮是在泵内旋转，它的叶片角度的改变可以改变泵的性能，从而达到调节流量的目的。
这种方法通过调节叶轮的转速和叶片的角度来改变流道的截面积，从而改变流体通过泵的流量。
这种方法的特点是调节范围大，可以在一定范围内实现较大的流量调节，但是调节复杂，需要专业的技术人员进行操作。
二、改变泵的入口和出口阀门的开度通过改变泵的入口和出口阀门的开度来调节流量。
当阀门开度越大，流量越大，反之，阀门开度越小，流量越小。
这种方法的特点是调节简单，操作方便，但是调节范围较小，且对阀门的严密性要求较高，如果阀门密封不严，会影响泵的工作效率。
三、改变泵的转速通过改变泵的电机转速来调节泵的流量。
当转速增大时，流量增大，反之，流量减小。
这种方法的特点是调节范围大，操作方便，但是需要有专业的设备来实现转速调节，且不同泵的转速范围不同，有些泵转速调节范围较小。
四、安装变频器控制器通过安装变频器控制器来实现调节泵的流量。
变频器控制器可以精细调节泵的转速，从而实现流量的精确控制。
这种方法的特点是调节精度高，范围大，可实现连续无级调节，但是安装成本较高，需要有专业的技术人员进行操作。
五、改变泵的叶轮直径通过更换不同直径的叶轮来实现流量的调节。
更换大直径的叶轮可以增大泵的流量，更换小直径的叶轮可以减小泵的流量。
这种方法的特点是操作简单，不需要专业的技术人员进行操作，但是更换叶轮需要停机维护，对生产有一定的影响。
总结起来，离心泵的流量调节方法有很多种，每种方法都有其特点和适用范围。
在实际应用中，选择合适的调节方法需综合考虑系统的要求、设备的性能和经济成本等因素，综合分析，选择最合适的流量调节方法才能更好地满足工业生产和民用需求。
离心泵串并联及工况调节综合实验
离心泵串并联及工况调节综合实验
一、实验目的
1．绘制两台离心泵串联运行工况调节图；
2．绘制两台离心泵并联运行工况调节图（共用管路节流调节方式）：
二．实验装置
1．离心泵、电动机、管路系统（包括管路、阀门、水箱等）；
2．真空表、压力表；玻璃转子流量计
三．实验原理
离心泵实验系统布置图如下图
图1 离心泵实验系统布置图
1—电动机；2—离心式水泵；3—压力表；4—转子流量计；5—2”弯头；6—真空表
7—三通；8—闸阀；9—水箱；；10—逆止阀
四．实验步骤
1．检查管路是否接好，流量计中水是否充满。
2．离心泵阀门全开，联好线路，打开电源开关。
3．将管路调制离心泵串联运行，稳定后，从小到大调节阀门开度，观察记录压力表，真空表和流量计的读数，流量每次增加3~5格，共做十一次。
4．将管路调制离心泵并联运行，稳定后，从小到大调节共用管路阀门开度，观察记录压力表，真空表和流量计的读数，流量每次增加3~5格，共做十一次。
五．实验数据记录与处理
1．原始数据
当地重力加速度：g= m/s2；水池距离地面高度： cm；
测试水温：t= ℃；该温度下水的密度：ρ= kg/m3（查表）；
1#离心泵出口截面中心与进口截面中心的高度差∆z= m；
2#离心泵出口截面中心与进口截面中心的高度差∆z= m；
2实验数据记录与处理
表2
3．两台离心泵串联运行工况调节图
4．两台离心泵并联运行工况调节图（共用管路节流调节）
六、注意事项
1．实验过程中，禁止沙粒抽进泵体。
2．长期停用时，开启前请先拨动叶片，确定转动灵活再接电源。
3．越冬前，请排净泵内积水一方冻裂。
离心泵4-离心泵的装置特性及工况调节
离心泵4-离心泵的装置特性及工况调节离心泵是一种常见的水泵类型，它利用离心力将液体从低压区域输送到高压区域。
离心泵通常由泵体、叶轮、轴和密封装置等部件组成。
离心泵的装置特性主要包括流量特性、扬程特性和效率特性，工况调节主要包括调节叶轮直径、调节叶轮叶数和调节转速。
首先，流量特性是离心泵的工作性能之一、流量特性描述了离心泵在不同流量下的性能参数。
一般情况下，离心泵的流量特性为正向线性关系，即流量与扬程成正比。
在流量小于额定流量时，离心泵的流量特性基本上是线性的。
但是在超过额定流量时，流量特性会出现下降趋势，这是由于泵体结构和叶轮设计的限制所致。
其次，扬程特性是离心泵的另一个重要性能参数。
扬程特性描述了离心泵在不同扬程下的性能表现。
扬程特性通常为反向线性关系，即扬程与流量成反比。
当流量增加时，泵的扬程会逐渐下降。
这是因为在较大流量下，液体在泵体内部流动速度较快，由于摩擦和阻力损失会导致扬程下降。
再次，效率特性是评价离心泵工作效率的指标。
效率特性描述了离心泵在不同流量和扬程下的能量转换效率。
离心泵的效率通常在额定流量和额定扬程下最高，并随着流量和扬程的偏离而下降。
较低的效率意味着泵的能源消耗更大，泵的工作效率也较低。
工况调节是指通过调整离心泵的设计参数来适应不同的工况需求。
主要的工况调节方法包括调节叶轮直径、调节叶轮叶数和调节转速。
调节叶轮直径是通过更换不同直径的叶轮来实现的。
当需要改变流量时，可以选择更换具有不同叶轮直径的离心泵。
较大的叶轮直径可以提供更大的流量，而较小的叶轮直径则可以提供较小的流量。
调节叶轮叶数是通过更换具有不同叶数的叶轮来实现的。
叶轮的叶数越多，泵的流量越大，扬程越小；叶数越少，泵的流量越小，扬程越大。
调节转速是通过更改驱动泵的电机的转速来实现的。
调节转速可以在一定程度上改变泵的流量和扬程。
当需要改变流量和扬程时，可以通过改变电机的转速来实现。
综上所述，离心泵的装置特性包括流量特性、扬程特性和效率特性。
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单泵串联前工况点：M1
两泵串联后工作点：M
H h ( H ) h H pot kQ2
Q
hw
特点：
HⅠⅡ HⅠ HⅡ 2H M1 QⅠⅡ QⅠ QⅡ QM1
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
注意
①若后一台泵压力高，应考虑后一台泵的强度及密封问题。
《泵与压缩机》
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
培黎石油工程学院 李 鲤
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
油气储运工程中，泵和管路一起组成一个系统， 系统遵循质量守恒与能量守恒两个定律，泵和管路任 意一个方发生变化，均会引起系统工作参数的变化。 本节分析装置特性及影响因素、工况调节。
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
（2）不同性能泵的串联
泵串联，同一Q下的H相加 泵串联，管路特性（h-Q）未变
HⅠⅡ HⅠ HⅡ QⅠⅡ QⅠ QⅡ
泵工作点的确定：A1、A2
图1-63 不同性能泵串联工作
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
泵串联前：泵Ⅰ工作点在M1点， 泵Ⅱ工作点在M2点
稳定 工作 状态
质量守恒：泵排出流量=管路中输送流量 能量守恒：泵提供扬程H=管路所需能头h
泵扬程性能曲线H—Q 管路特性曲线h—Q
装置特性
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
一、单根管路特性与工作点
工作点 （1）泵在M/点工作时
H ' h'
液体能头不足v↓，Q↓
M' M
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
泵Ⅱ工作点在A2点
HⅠⅡ HⅠ HⅡ
QⅠⅡ QⅠ QⅡ
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
QM QA1 QA2 QM1 QM2
并联台数过多 并不经济
①管路特性越平坦，并联后QⅠ+Ⅱ愈接近QⅠ+QⅡ
②泵的特性愈陡峭，并联后QⅠ+Ⅱ愈接近QⅠ+QⅡ
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
（2）不同性能泵的并联 泵并联，同一H下的Q相加 泵并联，管路特性（h-Q）未变
HⅠⅡ HⅠ HⅡ QⅠⅡ QⅠ QⅡ
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
泵并联前：泵Ⅰ工作点在M1点，
泵Ⅱ工作点在M2点
泵并联后：泵Ⅰ工作点在A1点，
③ 两台同性能但是相距很远的泵串联工作，在叠加泵性 能曲线之前，先将泵间管路AB对泵的影响考虑进去。
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
三、离心泵在分支管路、交汇管路中工作的装置特性
1.在分支管路中工作的装置特性
1管特性（h-Q）1 2管特性（h-Q）2 3管特性（h-Q）3
管2、3是并联，同扬程 流量相加得（h-Q）2+3
QI ＝QI＋Q
H H
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
⑴ 相同性能泵的并联 泵并联前：单泵工作点在M1 泵并联后：单泵工作点在A1 泵并联后：
M1 M
QM1 QM；QM QM1
HⅠⅡ hM hM1 H M1
QⅠⅡ 2QA1 2QM1 HⅠⅡ HⅠ HⅡ
②启动停车顺序：关闭两泵出口阀，先起第一台，开第一台 出口阀，再启动第二台，开第二台出口阀；停车时……。
③管路特性陡降，串联后增加的扬程多；泵特性平坦，串联 增加的扬程多。
④串联相当于多级泵，多级泵在结构上比串联更凑紧， 应选 用多级泵代替串联工作。
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
k
1 2f
2
l d
管路特性系数，与管路长度、流道 横截面积、各种阻力系数有关
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
一、单根管路特性与工作点
H pot
PB
PA
gH A
HB
hw kQ2
h H pot kQ2
管路特性方程
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
一、单根管路特性与工作点 2.装置特性一工作点
管1与管2+3串联，同流 量下扬程相加得h-Q特性。
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
三、离心泵在分支管路、交汇管路中工作的装置特性
装置工作点：M
QM=Q1=Q2+Q3
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
三、离心泵在分支管路、交汇管路中工作的装置特性
一、单根管路特性与工作点
1.单根管路特性
由伯努利方程，有
h
PB
PA
gH A
H B hw
J/kg
Const、与Q无关
静扬程：
H pot
PB
PA
gH A
HB
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
一、单根管路特性与工作点
hw
l d
c2 2
c Q f
hw kQ2
hw
l d
Q2 2f 2
③并联后泵扬程大于单泵工作扬程。
两泵并联工作时，应选单泵性能曲线稍陡！
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
2.串联工作 ⑴ 相同性能泵的串联
泵串联，同一Q下的H相加。 泵串联，管路特性（h-Q）未变。
HⅠⅡ HⅠ HⅡ QⅠⅡ QⅠ QⅡ 确定工作点：M1
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
QⅠⅡ 2QA1 2QM1
①管路特性越平坦，并联后QⅠ+Ⅱ愈接近2QM1 ②泵的特性愈陡峭，并联后QⅠ+Ⅱ愈接近2QM1 ③并联后泵扬程大于单泵工作扬程 两泵并联工作时，应选单泵性能曲线稍陡！
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
一、单根管路特性与工作点
工作点 （1）泵在M//点工作时
H ' h'
液体能头不足v↑，Q↑
M M
工作点： 流量平衡、能量平衡的唯一点
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性 1.并联工作 ⑴ 相同性能泵的并联 泵并联，同一H下的Q相加 泵并联，管路特性（h-Q）未变
泵串联后：泵Ⅰ工作点在A1点， 泵Ⅱ工作点在A2点
HⅠⅡ QⅠ QⅡ QM1、QM2
图1-63 不同性能泵串联工作
1-9 离心泵的装置特性与工况调节
二、离心泵并联、串联工作的装置特性
注意 ① 与交于C点时，第二台泵已不起作用，C点为极限；
使用其在后时，此台泵成为阻力。 ② C点后H、Q均小于只有第一台泵单独工作的流量和扬程。