[工学]水泵与水泵站

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1、§2.7离心泵装置定速运行工况2.7.1工况点水泵瞬时工况点：水泵运行时，某一瞬时的出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度等称水泵瞬时工况点。决定离心泵装置工况点的因素（1）水泵本身型号；（2）水泵实际转速；（3）管路系统及边界条件。2.7.2管路系统的特性曲线管路总水头损失管道水头损失特性曲线0Q管道系统特性曲线0QMKDHSTHSTQQMHQ-ΣHQ-HΣH2.7.3图解法求离心泵装置的工况点（１）直接法离心泵装置的工况点HMK1QKQD阀门全开时，为极限工况点MHSTQQMHQ-ΣhQ-H（２）折

2、引法离心泵装置的工况点Q’-H’M1HMΣh2.7.4离心泵装置工况点的改变泵的工作点由两条特性曲线所决定，因而改变其中之一或者同时改变即可实现流量的调节。(1)自动调节AQAQCCQBBQH设有前置水塔时(2)人工调节调节阀门；调节转速；调节叶轮；水泵的联合运行优点：调节流量，简便易行，可连续变化缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能量，经济上不够合理。QAAHQQBB改变阀门开度B12.7.5数解法求离心泵装置的工况点原理：拟合Q-H曲线，与管道系统特性曲线联立求解工况点。拟合Q-H曲线(1)

3、H——水泵的实际扬程(MPa)；Hx——水泵在Q=0时所产生的虚总扬程(MPa)；hx——相应于流量为Q时，泵体内的虚水头损失之和。hx=SxQmMPaSx——泵体内虚阻耗系数;m——指数。(2)§2.8离心泵装置调速运行工况2.8.１叶轮相似定律叶轮相似定律是基于工况相似的基础上的。凡是两台水泵能满足几何相似和运动相似，就成为工况相似水泵。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；——

4、比例。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。在几何相似的前题下，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功率之间的关系。实际使用中，如果实际泵和模型泵的尺寸相差不太大且相似的话，可近似认为三种效率都不随尺寸变化而变化。相似定律可化简为：2.8.2相似定律

5、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。问题(1)：求“相似工况抛物线”求A点：相似工况抛物线与(Q—H)l线的交点。求n2A1QHQ-HA2(2)在(Q—H)l线上任取a、b、c、d、e、f点；利

6、用比例律求(Q—H)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。注：只有在高效段内，相似工况抛物线才和实际的等效率曲线吻合。定速运行与高速运行比较：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同样采用虚总扬程法(1)(2)2.8.３相

7、似准数—比转数(ns)１、我们把水泵分为若干相似的群，每个群都以一台标准泵（模型泵）为代表.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。代入I式，ns是相似定律在叶片泵中具体应用。反映泵共性的综合性特征数，是水泵规格化的基础，又叫相似准数。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容重γ＝1000kg／

8、m3时得出的。(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(D