第八章 流体机械的性能曲线和运行调节.ppt

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1、第三篇流体机械的应用第八章流体机械的性能曲线第十一章泵与风机的现场技术测定线第十章流体机械的应用举例第九章流体机械的选型计算第八章流体机械的性能曲线第一节流体机械的性能曲线第四节流体机械的运行调节第三节流体机械的联合运行第二节管路特性曲线及其工况点第五节流体机械的旋转失速与喘振第一节流体机械的性能曲线泵或风机的主要性能参数有流量qV、扬程H(或全压PtF)、功率P和效率η。这些参数之间有着一定的相互联系，反映这些性能参数间变化关系的曲线，称为泵与风机的特性曲线。扬程与流量之间的关系曲线功率与流量之间的关系

2、曲线效率与流量之间的关系曲线常用的特性曲线有以下三种：性能曲线的作用能直观的反映泵与风机的总体性能，对泵与风机的安全、经济运行意义重大。作为设计及修改新、老产品的依据，是相似设计的基础．（一）、流量－扬程曲线（Ｈ－ｑＶ）１．理论特性曲线（ＨＴ∞－ｑＶＴ）由无限多叶片时的理论能头可得：显然，这是一个直线方程，ＨＴ∞和ｑＶＴ呈直线关系变化,且直线的斜率由β２a来确定，。一、离心式泵与风机的性能曲线对于三种叶型分别为：后弯式叶轮当ｑＶＴ增大时，ＨＴ∞减小，流量－扬程关系曲线是一条向下倾斜的直线。B＞0径向式叶轮

3、B＝0当ｑＶＴ增大时，ＨＴ∞减小，流量－扬程关系曲线是一条水平的直线。前弯式叶轮Ｂ<０当ｑＶＴ增大时，ＨＴ∞减小，流量－扬程关系曲线是一条向上倾斜的直线。前弯式径向式后弯式ＯＨＴ∞ｑＶＴＡ２．实际特性曲线以上的直线为理想状况的流量－扬程性能曲线，由于考虑到有限叶片数和流体粘性的影响，需对上述曲线进行修正。考虑滑移系数ＫHT=KHT考虑叶轮中流动损失考虑叶轮中冲击损失考虑叶轮中泄漏损失qVT-q=qVＨＴqVＴOHT-qVTHT-qVTH-qVThf+hjhsH-qVqqVd常用的泵或风机实际压头曲线有

4、三种类型：陡降型、缓降型与驼峰型ＨqV陡降型性能曲线的泵或风机宜用于流量变化较小的情况。缓降型曲线的泵或风机可用于流量变化大而要求压头变化不大的情况。具有驼峰型性能曲线的泵或风机，可能出现不稳定工况。这种不稳定工况是应避免的。陡降型缓降型驼峰型（二）、流量--功率特性曲线1.理论特性曲线假设没有能量损失，理论轴功率等于有效功率式中可见对于不同的β2值具有不同形状的曲线，当qVT=0时。三种叶轮的理论功率都等于零，理论功率曲线都交于原点。对于径向式叶轮对于前弯式叶轮对于后弯式叶轮理论功率曲线是一条直线。理论

5、功率曲线是向上凹的二次曲线。理论功率曲线是向下凹的二次曲线。PTqVT根据以上分析，可以定性地说明不同叶型的泵或风机性能曲线的变化趋势，对于研究实际性能曲线是很有意义的。同时理论性能曲线还可以解释泵或风机在运转中产生一些问题的原因。如由理论功率曲线可以看出，前弯式叶轮的轴功率随流量增加而迅速增长，因此这种风机在运行中，电机很容易超载，而后弯式叶轮几乎不会发生超载。2.实际特性曲线由于存在机械损失，实际轴功率大于理论功率。以后弯式叶片为例，由上式可知，在理论功率性能曲线上加上机械损失功率ΔPm即得理论流量的

6、特性曲线。（ΔPm随流量变化很小，可以认为是一恒定的值）说明：PqVq再考虑容积损失的影响，再考虑容积损失的影响P-qVT理论的P-qV曲线PmΔPv（三）、流量—效率特性曲线１.理论特性曲线在理想条件下，各项损失为零，因此效率恒为100%。２.实际特性曲线泵或风机的效率曲线，可由扬程曲线及功率曲线计算出来，即由上式可见，当qV=0和H=0时，η都等于零。因此,η-H曲线是一条通过坐标原点与横坐标轴相交于两点的曲线.这是理论分析的结果,实际上η-H性能曲线不可能下降到与横坐标轴相交,因而曲线也不可能与横

7、坐标轴相交.实际的性能曲线位于理论曲线的下放。曲线上最高效率点即为泵或风机的设计工况点。泵或风机在此工况下工作最经济，能量损失最小。一般以η≥ηmax作为高效区，只要在此范围内工作，就认为是经济的。ηqVmax理论实际ηmaxqVd效率曲线（四）、性能曲线的分析1.最佳工况点和经济工作区当qV=0时，实际功率并不等于零。因为空载运转时，机械摩擦损失仍然存在。一般离心式泵或风机的实际功率随流量加大而增大，空载功率最小，所以离心式泵或风机应空载启动，以免电机超载。若现场的凝结泵和给水泵闭阀启动，则这部分功率将

8、导致泵内水温有较大的温升，易产生泵内汽蚀，故凝结泵和给水泵不允许空载运行。2.离心泵的空载起动和防止汽蚀3.离心式泵与风机性能曲线的比较对前向式和径向式叶轮，能头性能曲线为一具有驼峰的或呈∽型的曲线，且随2a曲线弯曲程度。K点左侧为不稳定工作区。对后向式叶轮，能头曲线总的趋势一般是随着流量的增加能头逐渐降低，不会出现∽型。H-qV性能曲线的比较后向式叶轮的性能曲线存在不同程度的差异。常见的有陡降型、平坦型和驼峰型三种基