水泵与水泵站2-8

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1、§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、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。运动相似：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。在几何相似的前提下，运动相似就是工况相似。叶轮相似定律有三个方面：1、第一相似定律——确定两台在相似工况下运行水泵的流量之间的关系。2、第二相似定律——确定两台在相似工况下运行水泵的扬程之间的关系。3、第三相似定律——确定两台在相似工况下运行水泵的轴

2、功率之间的关系。2.8.2相似定律的特例——比例律把相似定律应用于以不同转速运行的同一台叶片泵，则可得到比例律：1、比例律应用的图解方法(1)已知水泵转速为nl时的(Q—H)l曲线，但所需的工况点，并不在该特性曲线上，而在坐标点A2(Q2，H2)处。现问；如果需要水泵在A2点工作，其转速n2应是多少?(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。解答(1)：求“相似工况抛物线”求A1点：相似工况抛物线与(Q—H)l线的交点。求n2A1QHQ-HA2解答(2)：在(Q—H)l线上任取a、b、c、d、e、f点；利用比例律求(Q—H)

3、2上的a’、b’、c’、d’、e’、f’……作(Q—H)2曲线。同理可求(Q—N)2曲线。QHQ-HA2abdcefQ-H求(Q—η)2曲线。在利用比例律时，认为相似工况下对应点的效率是相等的，将已知图中a、b、b、d等点的效率点平移即可。定速运行与调速运行比较：泵站调速运行的优点表现于(1)省电耗(即N’B2＜NB2)。(2)保持管网等压供水(即HST基本不变)2、比例律应用的数解方法(1)(2)2.8.３相似准数—比转数(ns)1、比转数的概念叶片泵的型号繁多、规格各异，为了对整个叶片泵进行分类，需要找到一个既能反映泵的形状，又能反映泵的性能的综合特征数（判别指标

4、），从而将叶片泵分类为不同的相似泵群，该判别指标就是比转数ns。根据水泵的相似原理，把各种叶片泵分成若干相似泵群，在每一个相似泵群中，拟用一台标准模型泵作代表，即该泵群中的每一个泵都可以放大或缩小成这样的模型泵。即在一个相似泵群中，ns相同模型泵：在最高效率下，当有效功率Nu＝735.5W(1HP)，扬程Hm＝1m，流量m3／s。这时该模型泵的转数，就叫做与它相似的实际泵的比转数ns。将模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入注：(1)Q和H是指水泵最高效率时的流量和扬程，也即水泵的设计工况点。(2)比转数ns是根据所抽升液体的密度P＝1000kg／m3时得出

5、的。(3)Q和H是指单吸、单级泵的流量和扬程。(4)比转数不是无因次数，它的单位是“r／min”。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。(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)。(3)ns是反映叶片泵几何特性和性能特性的综合参数轴流泵ns=500—1200混流泵ns=350—500离心泵ns=40—350比转数ns大，则

6、Q大，H低；反之，Q小，H高从性能上看H小D2小；Q大D1大，b2大从叶轮形状上看H大D2大；Q小D1小，b2小ns小D2/D0大ns大D2/D0小(4)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侧下降得也越和缓。反之，则N值就越小，效率曲线高效部分下降越急剧。2.8.4调速途径及调速范围1、调速途径(1)电机转速不变，通过中间偶合器以达到改变转速的目的。采用液力偶合器对叶片泵机组可进行无级调运，可以大量节约电能，并可使电动机空载(或轻载)启动。(2)电

7、机本身的转速可变。改变电机定子电压调速，改变电机定子极数调速，改变电机转子电阻调速，串级调速以及变频调速等。2、在确定水泵调速范围时，应注意如下几点：(1)调速水泵安全运行的前提是调速后的转速不能与其临界转速重合、接近或成倍数。(2)水泵的调速一般不轻易地调高转速。(3)合理配置调速泵与定速泵台数的比例。(4)水泵调速的合理范围应使调速泵与定速泵均能运行于各自的高效段内。