离心泵装置调速运行工况PPT课件

1、 几何相似条件是：两个叶轮主要过流部分一切相几何相似条件是：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。对应的尺寸成一定比例，所有的对应角相等。 现设有两台几何相似水泵的叶轮，一个为模型现设有两台几何相似水泵的叶轮，一个为模型水泵的叶轮，其符号以下角标水泵的叶轮，其符号以下角标m m表示；另一个为实际表示；另一个为实际水泵的叶轮，其符号不带下角标水泵的叶轮，其符号不带下角标m m。 m22m22DDbb（一）（一）相似条件相似条件 1 1、几何相似、几何相似第1页/共26页 运动相似是在几何相似的前提下的工况相似。即两叶轮运动相似是在几何相似的前提下的工况相似。即两叶轮相

2、应点上水流的同名速度方向一致，大小成比例。即相相应点上水流的同名速度方向一致，大小成比例。即相应点上水流速度三角形相似。应点上水流速度三角形相似。mmmmmmmnnnDnDuunnDnnDuu)()(CCCCCC2222m2r2rm2u2u22222m2即：2 2、运动相似、运动相似第2页/共26页mmmnnnDnDuu)()(CCCC2222m2r2rm2u2u相似速度三角形相似速度三角形第3页/共26页1 1、第一相似律、第一相似律( (确定两台相似工况运行水泵的流量之间关系确定两台相似工况运行水泵的流量之间关系) )水泵出水量水泵出水量Q=Q=D D2 2b b2 22 2C Cm2m2

3、容容。因此，相似工况下运行两台水泵的流量之。因此，相似工况下运行两台水泵的流量之间的关系为：间的关系为：（二）相似律公式（二）相似律公式第4页/共26页MM22MMM33M2M2M22M2m2mM22M22M22M2mM2M2M22m222M)D()D(nnQQDnnDuuCCDDbb,CbDCbDQQ容容容容容容容容故有：故有：在运动相似条件下，在运动相似条件下，在几何相似条件下，在几何相似条件下， 1 1、第一相似律、第一相似律第5页/共26页 由水泵的扬程公式由水泵的扬程公式MMM2MMMuMuMMM1M212)D(D)n(nHHDnnDccuu)cucu(cucuHHgcucuH222

4、22uM1uM2u1u2M1u12u2水水水水水水水水入上式有：入上式有：由运动相似有：由运动相似有：）（有：有：水水 则2 2、第二相似律、第二相似律 ( (确定两台相似工况运行水泵的扬程之间关系确定两台相似工况运行水泵的扬程之间关系) )第6页/共26页3 3、第三相似律、第三相似律 ( (确定两台相似工况运行水泵的轴功率之间关系确定两台相似工况运行水泵的轴功率之间关系) ) 水泵的轴功率公式: N=QH/(1000 ) ) (KW)mm5533MMMMMMM)()()(NN)()QH(QHNNDDnn 得：得：将第一、二相似律代入将第一、二相似律代入第7页/共26页相似律的简化相似律的简

5、化 实用中，如实际水泵与模型水泵的尺寸相差不太大，且工况相似时，可近似地认为三种局部效率都不随尺寸而变，则相似定律可写为：)nn()nn(mmmmmmmmm35223)DD(NN)DD(HHnn)DD(QQ 第8页/共26页二、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，就可以得到下式：)nn()nn(21m21m21m32NNHHnnQQ 第9页/共26页比例律应用 上述三个公式表示同一台叶片泵，当转速n变更时，其它性能参数将按上述比例关系而变，上面这三个式子为相似定律的一个特殊形式，称为比例律。对于水泵的使用者而言，比例律是很有用处的。它反映出转速改变时，水泵主要性能变化的规律。

6、在后述的关于离心泵装置的变速调节工况内容就是应用此比例律来换算的。 第10页/共26页1、比例律应用的图解方法 比例律在泵站设计与运行中的应用，最常遇到的情形有二种：(1)已知水泵转速为n1时的(QH)1曲线如图所示，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d点工作，其转速n2应是多少?(2)已知水泵n1时的(QH)1曲线，试用比例律翻画转速为n2时的(QH)2曲线。第11页/共26页比例律应用的图解图求n2Hn1时 的 （ QH） 曲 线on2时 的 （ QH） 曲 线H=KQ比 例 律 的 应 用A1（ Q， H1）A2（ Q， H2）第12

7、页/共26页相似工况抛物线相似工况抛物线常数_KQHKQHQH22mm22)(2121nnmmHHnnQQ第13页/共26页比例律应用的图解法 采用“相似工况抛物线”方法来求解n2 ： 方法：1、求“相似工况抛物线”方程： 由比例律得H=KQ2 2、将A2(Q2，H2)代入H=KQ2得K值，作H=KQ2方程曲线，与转速为n1的(QH) 曲线相交得点A1 (Q1,H1) ， A1与A2相似。 3、由比例律一得：2112QQnn 第14页/共26页2、翻画转速为n2时的(QH)2曲线 求出转速n2后，再利用比例律，可翻画出n2时的(QH) 曲线。 由于n1和n2均为已知值。利用迭代法，在n1的(Q

8、 H) 曲线上任意取(Q1,H1)点，利用比例律得出相应的(Q2,H2)点，重复可得n2曲线的其它点，用光滑曲线连结可得出n2(Q H) 曲线。第15页/共26页三、相似准数比转数（ns）)(223)()(mmmmmmnnDDHHnnDDQQ目前，叶片泵的叶轮构造和水力性能及尺寸大小是多种多样的，需要一个综合性的指标，即比转数(又叫比速)来对叶片泵进行分类和比较，将同类型的泵组成一个系列，以利于水泵的设计和生产。消去4321)HH()QQ(nnmms第16页/共26页三、相似准数比转数（ns） 将模型泵的Hmlm，Qm0.075m3s代入可得下式 4365. 3HQnns第17页/共26页注意

9、下列几点 (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n，是根据所抽升液体的容重r1000kgm3时得出的，也即根据抽升20左右的清水时得出的。 (3)Q和H是指单吸、单级泵的流量和扬程。如果是双吸式水泵，则公式中的Q值，应该采用水泵设计流量的一半也即采用(Q/2)。若是多级泵，H应采用每级叶轮的扬 程。 (4)对于任一台水泵而言，比转数不是无因次数，它的单位是“rmin”。可是，由于它并不是一个实际的转速，它只是用来比较各种水泵性能的一个共同标准。因此，它本身的单位含义，无多大用处，一般在书本中均略去不写。 第18页/共26页比转数讨论 (1) 当转速n一

10、定时，ns越大，表示这种水泵的流量越大，扬程越低，反之，比转数越小，表示这种泵的流量小，扬程高。 (2)叶片泵叶轮的形状、尺寸、性能和效率都随比转数而变的。因此，使用比转数ns公式，可对叶片泵进行分类。4365. 3HQnns第19页/共26页比转数分类图第20页/共26页例题 1、一台SH型水泵流量为45L/S，扬程为78m，额定转速2900r/min，计算其比转速？（ns=60.5） 2、已知某水泵流量为360m3/h，扬程为10m，额定转速1450r/min，试判别其水泵的类型？（ns=297.6）第21页/共26页调速途径及范围 实现变速调节的途径一般有两种方式。 一种方式是电机转速不

11、变， 用中间偶合器（变速箱）以达到改变转速的目的。属于这种调速方式的常见有，它是用油作为传递力矩的介质，是属于滑差传动的一种。 另一种方式是电机本身的转速可变。属于这种调速方式的有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多种。（变频电机或变频水泵）第22页/共26页本课教学内容基本要求 1. 离心泵装置定速运行工况：管道特性曲线，图解法求工况点，数解法求工况点公式。 2. 离心泵装置调速运行工况点：相似工况概念，相似律的推导与形式，比例律应用，调速运行节能意义，叶轮相似准数概念及含义，调速途径及范围。 第23页/共26页Thank youThank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！第24页/共26页Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank you！Thank