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1、7流体机械的特性曲线与运行调节§7-1流体机械特性曲线的定义与分类流体机械的性能取决于三个基本因素：几何参数一％，0＜介质的物性参数一Q,R,“，K运动参数一九，Q（或什q“）,P,H（或卩、/?）,?7，cr（或［△/?］）几何参数和物性参数一定时，机器的工况山弘乞和H三个参数决定，而P,77，b等则是工况的函数。流体机械特性曲线的广义函数为：P,rj,b=/（Qo，（p,p,k,fi,qv,H）n,%和丹屮只有二个是独立的自变量，当儿何参数和物性参数一定时，上式自变量的数目为2〜6个J线型特性曲线：取一个参数为自变量，其余为常'数（综合特性曲
2、线：取二个参数为自变量，其余为常数一、线型特性曲线在线型特性曲线中只有一个自变量，选择不同的自变量就得到不同的特性曲线，如工作特性曲线和转速特性曲线等（一）泵与风机的工作特性曲线1、H~%.曲线2woo=W2-C2,noo^2yooq、T7iD2h2U=A-Bq、，T上式为一直线方程，其斜率由02严来决定。图2—9mt-H*性能曲线以后弯式叶片为例:②比~q、，THtq、，T=OH寸，=KH曲Ht=0H寸,gu27iD2b2Ctg卩2、sK为滑移系数。Kvl,且可认为在所有工况下保持不变。由/7丁〜勺订曲线扣除沿程、局部损失过原点的抛物线扣除冲击
3、损失儿=（%,-加）2,顶点在加处的抛物线流动扭失最小工况—无冲击匸况q图2-6流动损失曲线④H〜仏由H~%7•曲线扣除泄漏流量AqH图2-10qv-H性能曲线离心泵的特性曲线图7-33Qv图2-岭轴流式朵与风机性能曲线2、P〜％曲线①Pt~QvtPT=yqvTHT/1000rfl水功率y?得=1000^vf"A一KBq#c/g02)8)=a，c1vt~b，c!vt02^=90°，径向式，过原点的上升直线Af<02冋<90。，后弯式，过(0,0),(0,「)抛物线B02宓>90。，前弯式，过原点上升抛物线，功率剧变IA◊0卄<90°,即后弯式叶片
4、。B<0,为一通过原点，与横坐标交于qvT=的B抛物线。从图川以看出，功率先随流量的增加而增加，当到达某一值后，则随流量的增加而减小。所以流量改变时，功率相对来说变化较为缓慢；◊02〉8=90°,即径向式叶片，B=0,为一通过原点的上升的直线。从图可以看出，功率随流量的增加而直线增加；◊02代〉90°,即前弯式叶片，B>0,为一通过原点上升的抛物线。从图可以看出，功率随流量的增加而急剧增加。所以流量改变时，功率相对来说变化很剧烈。对原动机的容量需很大的富余量。对轴功率，它为水功率加上机械损失。机械损失与流量无关。为得到轴功率，将②P~,由轴功率P
5、=PT+PM得，AP#是机械损失，几乎与流量无关Pt图2-12流量与功率（妙-P）性能曲线3、77~%,曲线一Yq、H图2-13流量与效率（W-7?）性能曲线4、离心式泵与风机、轴流式泵与风机的性能曲线①离心式泵与风机2）流量与能头曲线对后弯式叶片，总的来说能头是随流量的增加而降低，但由于结构型式和出口安装角的不同，其性能曲线也有差异。具体可归纳为：◊陡降的型式具有25〜30%斜度。较大的扬程变化对应较小的流量变化。适于能头变化大而流量变化小的情况，如循坏水泵。◊平缓的型式具有8-12%斜度。较小的扬程变化对应较大的流量变化。适于流量变化大而要
6、求能头变化小的情况，如锅炉给水泵。◊驼峰型式其能头先随流量的增加而增加，到某一点（k）后，随流量的增加而减小。K点左边的区域为不稳定工作区，易发生揣振。2）流量与功率曲线功率随流量的增加而增加。在qv=0时，功率P有最小值。因而离心泵一•般要关阀启动。3）流量与效率曲线效率随流量的增加而增加，到最高效率点后，效率随流量的增加而减小。在最高效率点两侧变化较平缓，高效区较宽。①轴流式泵与风机1）流量与能头曲线随流量的增加，扬程总的趋势是下降，且下降较快。在么=（40%〜60%）缶时，出现拐点。此处性能为马鞍型。拐点的左边为不稳定区。2）流量与功率曲线
7、随流量的增加，功率的趋势是下降。当％=0时，功率P有最大值，一般为匕的二倍。因而轴流泵一-般要开阀启动，以降低启动功率。3）流量与效率曲线与离心泵变化的规律差不多，但在在最高效率点两侧变化较陡，高效区较窄。（二）水轮机的工作特性曲线H.n为常数a)b)图7-5水轮机的工作特性曲线a）^qr线b）中心曲线①水轮机的输出功率为0时，有空载流量，用来克服阻力维持额定转速②最优流量（最高效率对应的流量）点是功率曲线与过原点的直线的切点处〃=畔，〃喰=罟・（£）喰=£・飲久山&—是切线与横坐标的夹角yq、HyHqv③功率的极大值称为极限功率。在右边，流量增
8、加，功率反而减小，调速器不能正常工作,所以，为了安全，水轮机的实际最大功率PmM=0.95Pnp（三）水轮机的转速特性曲线①飞逸转速：甩
