水泵运行工况点图解法副本18页PPT
水泵基本参数及特性曲线讲解_图文
3.3 扬程与密度无关，但消 耗功率不同
第二章
42
3.4 用余弦定律推导扬程的另一种表达式
由相对运动能量方程，可得右式前两项为势扬程：
第一项是离心力对单位重量液体所作之功，使经过叶轮 的液体压能增加
=90°——径向式叶片
>90°——叶片背面向叶片工作面呈前弯式
<90°——叶片工作面向叶片背面呈后弯式
前弯式叶片的缺点：
流道短、弯度大，水力损失大；
后弯式叶片的优点（P17、18）：
流道平缓、长、弯度小，液槽水损小
（流速梯度变化小） 一般为20°至30°。
第二章
46
出口叶片角对性能的影响
第二章
依靠叶轮高速旋转完成能量转换
三、叶片泵的分类 根据水流通过叶轮时的受力方向：
径向流→离心泵→主力为离心力 轴向流→轴流泵→主力为轴向升力 斜向流→混流泵→主力为离心力和轴向升力的合力
第二章
12
一、工作原理
P4图2-1
转速↑△H↑ 半径↑△H↑
质点绕定位的中心轴作圆 周运动时受到离心力作用
作用: 轴封装置，泵轴穿出泵壳 时，轴与泵壳之间的缝隙
组成:
填料又叫盘根（阻水、阻气）； 压盖（压紧填料）；
水封环、水封管（水封水有水封 管流入轴与填料的间隙，起冷却 与润滑的作用）
第二章
21
五、减漏环
作用:
减少叶轮入口的外圆与泵壳内壁接缝处高低压的交界面的泵壳内 高压水向吸水口回流、承磨（承磨环）
转速——水泵叶轮每分钟的转速
《泵站运行工培训》PPT课件
第三章水泵的汽蚀与安装高程
第一节 水泵的汽蚀及其危害
汽化与汽蚀的机理 汽化：常温状态下，液体压力低于汽化压力而发生的汽化现象。 汽蚀：空化发生时，液体对于固体边壁所形成的损伤破坏。 汽蚀（空蚀）机理 空蚀机理：已形成的液体空泡，再进入高压区时，会突然凝聚溃
灭。而此溃灭过程会产生冲击力等伴随现象（机械作用、电化作 用、化学作用），从而对过流边壁构成损伤破坏。空泡溃灭实验 照片：
3、叶片背面靠近进口处压力最低值
k点。
以泵轴线的水平面为基准面，列水泵进 口s—s断面与叶片进口1— 1断面的能量 方程:
列叶片进口1—1断面与叶面上压力最
低点k的相对运动能量方程:
一、汽蚀基本方程
将2式代入1式,可得:
对方程进行简化及变换后，方程为：
当 pk=p 汽时，泵内开始发生汽蚀，将 p 汽代入上式得：
可知， （NPSH)a就是进水池绝对压力水头超过水流的汽化压值,将 水提高到 H 吸，并克服进水管路的水头损失 h吸后的剩余水头。它 与进水池水面的大气压力、饱和汽化压力、水泵的吸水高度和进 水管路的水头损失等有关，与水泵的自身构造无关。
第三章水泵的汽蚀与安装高程
第二节 水泵的汽蚀性能
2 ．必需汽蚀余量（NPSH)r
第三章水泵的汽蚀与安装高程
第二节 水泵的汽蚀性能
必需汽蚀余量（NPSH)r，是表征水泵汽蚀性能的参数，是计算水 泵安装高程的依据。在相同的流量和转速条件下，（NPSH)r值愈 小，泵的抗汽蚀性能愈好；反之抗汽蚀性能就愈差。为了使泵不 发生汽蚀，必须使（NPSH)a >（NPSH)r 。
三、吸上真空高度
统等因素有关。 离心泵的吸水装置及水流绕流叶片头部时的压力变化如图所示。 在叶片背面靠进口的 k 点处压力最低， k 点是水泵内最容易产生
泵与风机-运行工况及调节
第五章 泵与风机的运行
江山入画 3
第二节 泵与风机运行工况的调节
三、入口导流器调节 1. 方法：调节装在风机入口处的导流器角度来调节工作 点； 2. 实质：改变风机性能曲线，因此而改变工作点； 3. 原理：(见P119图5-14,5-15,5-16)
可使v1u>0。 若转动导流器叶片角度，是外流体在进入叶轮前有一旋转运 动，即使v1u>0，1<90,由 上式可知，pT↓，同时由于w方向 不变，故v1↓，qv↓，从而达到了调节的目的。
第五章 泵与风机的运行
江山入画 3
第二节 泵与风机运行工况的调节
五、变速调节 2. 变速调节
6). 调速方法：
1) 汽轮机拖动(国内多用，钢厂原有) 2) 直流电机(价格高、功率小，实验室中用) 3) 双速电机(国外多用，国内较少) 4) 交流变频电机(价格高，但现在已降到可接受的价位，不过 有电磁波污染) 5)定速电机＋液力变矩器(变速范围大，可无级变速，并能随 负荷的变化而自动调节，跟深的效率高(98%)，但成本较高， 大型泵与风机用)
第五章 泵与风机的运行
江山入画 3
第一节 管路特性曲线及工作点
HC 一、管路特性曲线 前两项与所输送的流体的 流量没有关系，表示为 静能头Hst 阻力而与流量的平方成正比 所以：
pB p A
( H j H g ) hw
HC H st q
pC q
2 v
第五章 泵与风机的运行
江山入画 3
第二节 泵与风机运行工况的调节
五、变速调节 1. 相似抛物线 前面已提到过相似抛物线的概念：当两泵或风机相似时
qvp qvm Dp n p H p Dp D n H m Dm m m
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。
水泵变频运行的图解
2 水泵变频运行分析的误区2.1 有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律流量比例定律q1/q2=n1/n2扬程比例定律h1/h2=(n1/n2)2轴功率比例定律p1/p2=(n1/n2)3并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比，水泵的扬程与转速的平方成正比，水泵的输出功率与转速的3次方成正比。
以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的，但是却无法解释如下问题:(1) 为什么水泵变频运行时频率在30~35hz以上时才出水？(2) 为什么水泵在不出水时电流和功率极小，一旦出水时电流和功率会有一个突跳，然后才随着转速的升高而升高？2.2 绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。
图1 水泵的特性曲线图1中，水泵在工频运行的特性曲线为f1，额定工作点为a，额定流量qa，额定扬程ha，管网理想阻力曲线r1=kq与流量q成正比。
采用节流调节时的实际管网阻力曲线r2，工作点为b，流量qb，扬程hb。
采用变频调速且没有节流的特性曲线f2，理想工作点为c，流量qc，扬程hc;这里qb=qc。
按图1中所示曲线，要想用调速的方法将流量降到零，必须将变频器的频率也降到零，但这与实际情况是不相符的。
实际水泵变频调速时，频率降到30~35hz以下时就不出水了，流量已经降到零。
2.3 变频泵与工频泵并联变频泵与工频泵并联运行时，由于工频泵出口压力大，变频泵出口压力小，因此怀疑变频泵是否会不出水？是否工频泵的水会向变频泵倒灌？3 以上分析的误区(1) 相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律，它表明相似泵(或风机)在相似工况下运行时，对应各参数之相互关系的计算公式。
而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。
即两台完全相同的泵在相同的工况条件下，输送相同的流体，且泵的直径和输送流体的密度不变，仅仅转速不同时，水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。
第4章 泵在系统中的运转工况
187第四章 泵在系统中的运转工况4.1 泵运转时的工况点泵在系统（泵装置）中运转。
泵的工作状况是通过转速、流量、扬程和效率来表示。
泵究竟在哪一点运转，取决于泵的特性和泵装置的特性。
泵装置（图4-1）是指泵、泵的附件、吸入管路和压出管路以及吸入池和压出池的总称。
泵的附件是指装在泵或管路上的真空计、流量计、压力计、滤网底阀、修理阀、调节阀等。
由水力学可知，单位重量液体自吸入池液面移到压出池液面要克服的阻力c H 为h p p H H z c ∑+'-''+=γ （4-1）式中c H ——泵装置的阻力或称装置扬程；z H ——压（排）水池和吸水池液面的高度差；h ∑——管路中水力损失总和。
它包括：1) 吸水管路上的各种局部水力损失，主要是由底阀、弯管和收缩管等引起的；2) 吸水管路沿程摩擦水力损失；3) 排出管路上的各种局部损失，如弯管、调节阀流量计等处的水力损失；图4-1 泵装置1884) 排出管路的沿程摩擦水力损失。
泵装置中各种水力损失与液体流速平方成正比，因此，管路中水力损失的总和可用下式计算。
22KQ g2h =υξ=∑∑ 所以，装置扬程的计算式可写成2KQ p p H H z c +'-''+=γ （4-2）以式（4-2）表示的)(Q f H c =关系曲线，称为装置特性曲线或称管路特性曲线（图4-2）。
将装置特性曲线)(Q f H c =与泵特性曲线)(Q f H =画在同一坐标图上，二曲线相交于M 点（图4-3）。
M 点就是泵运转的工况点。
图4-2 装置特性曲线 图4-3 泵的运转工况点泵能够在M 点稳定运转是因为M 点表示泵的扬程与泵装置的扬程相等，即单位重量液体经过泵所得到的能量等于把单位重量液体自吸水池移到排水池所需做的功。
假如泵在比M 流量大的A 点运转，很明显，这里装置扬程大于泵的扬量；说明把液体从吸水池送到排水池所需做的功大于液体从泵得到的能量，这时，液189体因能量不足而减速，流量减小，工况点A 沿泵特性曲线向M 点移动。
水泵与水泵站(课堂PPT)
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2、对比转数的讨论 (1)比转数(ns) 反映实际水泵的主要性能。 当转速n一定时，ns越大，水泵的流量越大，扬程越低。 ns越小，水泵的流量越小，扬程越高。
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(2)叶片泵叶轮的形状、尺寸、性能和效率都随比转 数而变的。用比转数ns可对叶片泵进行分类。 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)。
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(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
第二章 叶片式水泵
2.1 离心泵的工作原理与基本构造 2.2 离心泵的主要零件 2.3 叶片泵的基本性能参数 2.4 离心泵的基本方程式 2.5 离心泵装置的总扬程 2.6 离心泵的特性曲线 2.7 离心泵装置定速运行工况 2.8 离心泵装置调速运行工况 2.9 离心泵装置换轮运行工况 2.10 离心泵并联及串联运行工况 2.11 离心泵吸水性能 2.12 离心泵机组的使用及维护 2.13 轴流泵及混流泵 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵
Sx——泵体内虚阻耗系数; m——指数。
(2)
H H 0 A 1 Q A 2 Q 2 A m Q m
9
§ 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；
(2)已知水泵nl时的(Q—H)l曲线，试用比例律翻画转速为 n2时的(Q—H)2 曲线。
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离心水泵的定速运行工况(2.7)
已 知 各 点 的 坐 标 值 待计算值 H3 60 Q3 380 A1 0．0168 A2 -0．00017
由于Q～H曲线的高效段已知，可在曲线上设两点 H1 H 2 （Q1，H1和Q2，H2 ），求 SX
Q 2 Q1
2 2
HX H1 SXQ1
2
两方程联合求解，得
HX SXQ HST SQ
2
2
Q
HX HST SX S
2
H HST SQ
（三）离心泵工作点的校核
第七节 离心泵装置定速运行工况
通过对离心泵基本性能曲线分析，可以看出，每一台水泵在一定 的转速下，都有它自己固有的特性曲线，此曲线反映了该水泵本身潜 在的工作能力。这种潜在的工作能力，在现实泵站的运行中，就表现 为瞬时的实际出水量(Q)、扬程(H)、轴功率(N)以及效率(η)值等。我 们把这些值在Q～H曲线、Q—N曲线、以及Q一η曲线上的具体位置，称 为该水泵装置的瞬时工况点，它表示了该水泵在此瞬时的实际工作能 力 。 泵站中决定离心泵装置工况点的因素有3个方面： 1．水泵本身的型号； 2．水泵运行的实际转速；
型号
Ho 72
Qo 0
H1 70
Q1 240
H2 65
Q2 340
14SA--10
图2-31 14SA-10型离心泵的特性曲线
求解过程为：已知的各坐标值代入(2-62b)正则方程， 可得： 288+960A1+317600A2＝267 ｛69120+317600A1+108 X 106A2＝61700