第五章 泵的运行(2)

1、泵与风机 主讲人：张春梅 第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第3 3页页 回忆:管路的串并联运行 HB=HC=HA QAHD HAHE HM=HB+HB QMQC QM=QB=QB HMHCHB C 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第4 4页页 第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行 5-1 管路特性曲线及工作点管路特性曲线及工作点 5-2泵与风机的联合工作泵与风机的联合工作 5-3运行工况的调节运行工况的调节 5-4叶轮的切割与加长叶轮的切割与加长 5-5 泵与风机运行中的主要问题泵与风

2、机运行中的主要问题（自学自学） 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第5 5页页 引引 言言 离心式泵与风机在设计工况及其附近运行，离心式泵与风机在设计工况及其附近运行， 一般具有较高的效率。但一般具有较高的效率。但现场常存在现场常存在的问的问 题，其原因如下：题，其原因如下： 切割叶轮叶片：切割叶轮叶片： 加长叶轮叶片：加长叶轮叶片： 流量、扬程（全压）及功率降低；流量、扬程（全压）及功率降低； 则反之。则反之。 容量过大，调节损失增大；容量过小，不能满足需要。容量过大，调节损失增大；容量过小，不能满足需要。 1 选型不当选型不当 2 配套性差配套性差 3 装置改变

3、装置改变 （规格、品种）（规格、品种） 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第6 6页页 5-4叶轮的切割与加长叶轮的切割与加长 引引 言言 一、切割定律一、切割定律 二、切割方式二、切割方式 三、切割定律的应用三、切割定律的应用 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第7 7页页 一、切割定律一、切割定律 mm pp m2 p2 m1 p1 m2 p2 m1 p1 m2 p2 m1 p1 nD nD w w w w u u u u 222 222 D b D b vm vm qv qv 若叶轮叶片切割量较小，则若叶轮叶片切割量较小，则 2a和

4、和 不变，且切割不变，且切割 前、后的出口速度三角形相似。前、后的出口速度三角形相似。 运动相似运动相似: 2 b （1）对于低比转速的离心泵（）对于低比转速的离心泵（ns=3080） 或叶轮出口附近的或叶轮出口附近的 前盘为平直形的离心式通风机前盘为平直形的离心式通风机 ，可认为，可认为b2= ，若若n相同，则有相同，则有 vmmmm vpmpp vm vp v v q q 222m2m 222p2p bD bD 2 2 2 D D q q V V 1、切割定律的推导、切割定律的推导 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第8 8页页 一、切割定律一、切割定律 2 2

5、 2 D D q q V V 2 2 2 D D H H 2 2 2 D D p p 4 2 2 D D P P （5-16） 或或（5-17） （5-19） )( 222nVV bDq )( h 2u2 g u H H=kqv 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第9 9页页 一、切割定律一、切割定律 若叶轮叶片切割量较小，则若叶轮叶片切割量较小，则 2a和和 不变，且切割不变，且切割 前、后的出口速度三角形相似。前、后的出口速度三角形相似。 （2）对于中、高比转速的离心泵（）对于中、高比转速的离心泵（ns=80350）或叶轮前盘）或叶轮前盘 为锥形或弧形的离心式通

6、风机，可认为为锥形或弧形的离心式通风机，可认为D2b2= ，则有则有 2 2 D D q q V V 2 2 2 D D H H 2 2 2 D D p p 3 2 2 D D P P （5-20） 或或（5-21） （5-23） 22b D )( 222nVV bDq )( h 2u2 g u H H=kqv2 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1010页页 一、切割定律一、切割定律 对于上述情况对于上述情况即认为：即认为：D2b2= ，则则 并不是切割前、后并不是切割前、后运行工况点运行工况点之间的关系，而是切割前、之间的关系，而是切割前、 后后对应工况点对应

7、工况点之间的关系。之间的关系。 2 DV qkH 2 DV qkp 或或 对对的离心泵及的离心泵及的离心式的离心式 通风机而言，其切割前、后的对应工况点均在同一条过坐标原通风机而言，其切割前、后的对应工况点均在同一条过坐标原 点的切割抛物线上。点的切割抛物线上。 22b D （4-22） 2、切割定律的说明、切割定律的说明 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1111页页 （1）切割量的限制。叶轮外径的切割应以效率不致大量下）切割量的限制。叶轮外径的切割应以效率不致大量下 降为原则，切割量不能太大。降为原则，切割量不能太大。 ，通常，通常D/D2=7%15%，其中，

8、其中， 7%为为 叶轮前盘为锥形或弧形通风机的切割量，而叶轮前盘为锥形或弧形通风机的切割量，而 15% 为叶轮前盘为为叶轮前盘为 平直形通风机的切割量。平直形通风机的切割量。 ，其允许的，其允许的Dmax与与ns的关系如表的关系如表4-4所示：所示： 表表5-1 5-1 不同比转速离心泵和混流泵的最大切割量不同比转速离心泵和混流泵的最大切割量 泵的比转速ns60120200300350350以上 允许的最大切割量（D2D2 )/D220%15%11%9%7%0 效率下降值每切割10%效率下降1%每切割4%效率下降1% 二、切割方式二、切割方式（工作条件及结构）（工作条件及结构） 2021-6-

9、23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1212页页 分分 23 次切割；以防次切割；以防致使泵与风机的出力不够致使泵与风机的出力不够 。 。叶片的加长一般。叶片的加长一般 按原方向，保持按原方向，保持2a不变，若加长量在不变，若加长量在 5%以内，应采用一次加以内，应采用一次加 长（长（）。）。 （2）分次切割、一次加长的原则。分次切割、一次加长的原则。 应适当放大蜗舌和叶轮间的间隙。间应适当放大蜗舌和叶轮间的间隙。间 隙过小隙过小（噪声（噪声 ，效率，效率 ）；）； 电动机是否过载、需要更换的问题。电动机是否过载、需要更换的问题。 二、切割方式二、切割方式 图图4-24 蜗舌蜗舌

10、间隙间隙放大放大 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1313页页 （4），其叶片切割有两种方式：一种是前，其叶片切割有两种方式：一种是前 盖和后盘一起切割；另一种只切割叶片，不切割盖、盘。盖和后盘一起切割；另一种只切割叶片，不切割盖、盘。 （3）叶片切割后，应对叶轮进行动、静平衡试验。）叶片切割后，应对叶轮进行动、静平衡试验。 二、切割方式二、切割方式 （5），应把前后盖板切割成不同直，应把前后盖板切割成不同直 径。则平均直径为：径。则平均直径为： ， 切割时应保留其前、后盖板，只切割时应保留其前、后盖板，只 切割叶片。切割叶片。 以避免因导叶内径和叶轮外径之间的

11、间隙过大而导以避免因导叶内径和叶轮外径之间的间隙过大而导 致泵的效率下降。致泵的效率下降。 2/ )( 2 2 2 2m2 DDD 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1414页页 三、切割定律的应用三、切割定律的应用 【例例 1】某输送常温水的单级单吸离心泵在转速某输送常温水的单级单吸离心泵在转速 n=2900r/min时的性能时的性能 参数如下表。管路性能曲线方程为：参数如下表。管路性能曲线方程为：Hc=20+78000qV2，m；式中；式中qV 的单位的单位 为为m3/s。泵的叶轮外径。泵的叶轮外径D2=162mm，水的密度，水的密度 =1000/m3。求：。

12、求： q qV V10103 3（m m3 3/s/s）0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011 H H（m m）33.833.834.734.7353534.634.633.433.431.731.729.829.8 27.27. 4 4 24.824.821.821.818.518.515 （% %）0 027.527.5434352.552.558.558.562.562.564.564.5656564.564.56363595953 （1）此泵系统的最大流量及相应的轴功率；）此泵系统的最大流量及相应的轴功率； （2）当若拟通过切割叶轮方式达到实际所需的最

13、大流量）当若拟通过切割叶轮方式达到实际所需的最大流量qV =610-3 m3/s， 问切割后叶轮直径问切割后叶轮直径D2 为多少？为多少？ （3）设切割后对应工况泵效率不变，采用切割叶轮方式比采用出口节流）设切割后对应工况泵效率不变，采用切割叶轮方式比采用出口节流 调节能节约多少轴功率？调节能节约多少轴功率？ 【解解】首先，把泵的性能曲线和管路性能曲线按相同的比例尺画在同一 坐标图上，则泵性能曲线 H-qV 和管路性能曲线Hc-qV 的交点即为运行工况点 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1515页页 （如图所示）, M点的流量即为泵系统最大流 量qVmax。从图

14、可读出： 。则相应的 (1) 轴功率为 (2)其次, 求泵系统最大流量为610-3 m3/s时的叶轮直径D2。 切割叶轮后管路性能曲线不变，故其运行工况点必在管路性能曲线流量为 qV = 610-3m3/s这一点M 上。 从图可读出：, 但点M与M点不是切割前、后的对应点, 故需求出在H-qV 上（即D2=162mm 时的性能曲线上）与M点的对应工况点。该离心泵的比转速ns为 1000 g max Hq P V )kW(04. 3 645. 01000 8 .24109 . 7806. 91000 3 85 8 .24 109 .7290065.3 65.3 4/3 3 4/3 s H qn

15、n V 三、切割定律的应用三、切割定律的应用 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1616页页 属于中、高比转速离心泵，对应工况点 均在切割抛物线上，过M点的切割抛物 线为 2 2 2 DV V V q q H qkH 22 23 630000 )106( 8 .22 VV qq 在图上作切割抛物线与泵性能曲线交于A点， 则M点与A 点为切割前、 后的对应点。从图可读出：， 由切割定律可得 1 .145 7 . 6 . 6 162 22 V V q q DD2 .146 28 8 .22 162 22 H H DD（mm）或（mm） 其误差由图解法作图和读数误差产生

16、，现取D2=146mm。 (3) 现比较切割叶轮法和出口节流调节法使qV=610-3m3/s时各自的轴功率。 三、切割定律的应用三、切割定律的应用 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1717页页 M的效率应与对应点A相同（假设切 割后效率不变），故 =A=65%，则 节流调节时泵的性能曲线不变，故运 行工况点为M点，可读得M ，则节流调节时的轴功率为 三、切割定律的应用三、切割定律的应用 1000 gHq P V )kW(07. 2 65. 01000 8 .22106806. 91000 3 )kW(72.2 645.01000 8 .29106806.9100

17、0 1000 g 3 Hq P V 故得切割叶轮法比出口节流调节法节约轴功率 )kW(65. 007. 272. 2 PPP 若考虑到D/D2= ( 162-146 ) /162=9.8%时效率下降1%，即 =64%，则 )kW(62. 010. 272. 2 PPP 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1818页页 5-5 5-5 泵与风机运行中的主要问题泵与风机运行中的主要问题( (自学自学) ) 自学指导： 1、泵在启动前为什么必须充水？、泵在启动前为什么必须充水？ 2、泵在启动前为什么要暖泵？、泵在启动前为什么要暖泵？ 火力发电厂给水泵暖泵有哪两种方式？火力

18、发电厂给水泵暖泵有哪两种方式？ 3、具有驼峰形性能曲线的泵与风机为什么会发生喘振现象？、具有驼峰形性能曲线的泵与风机为什么会发生喘振现象？ 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第1919页页 1、对于低比转速的离心泵、对于低比转速的离心泵 ， 在切割叶片前、后，其对应在切割叶片前、后，其对应 工况点应遵循的规律？工况点应遵循的规律？ 2、切割定律与相似定律在本质上有什么不同？、切割定律与相似定律在本质上有什么不同？ 2021-6-23第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第第2020页页 课后5-11,5-12题计算 5290664073608100880095001025011000 qv(m3/s)1.4694441.8444442.0444442.252.4444442.6388892.847