泵与风机工况点及其改变

1、泵与风机泵与风机Pumps and Fans第七章第七章 泵与风机装置工况点及改变方法泵与风机装置工况点及改变方法Hf（Q） NF（Q） （Q）Hf（Q） HHSTSQ2 HH X h X HH X S X Q2 222121QQHHSX31212212121212nnNNnnHHnnQQ 泵（风机）转速改变前后，叶轮满足相似条件，所以将相似定律应用于转速不同时的同一叶轮，就得到泵（风机）叶轮的比例律：第一类问题：已知：水泵转速n1及该转速下水泵的特性曲线（QH）1、（QN）1和（Q）1；求：水泵转速变到n2时所对应的特性曲线（QH）2、（QN）2和（Q）2 第二类问题：已知：水泵转速n1，特

2、性曲线（QH）1、（QN）1和（Q）1；求：通过改变水泵转速方法，使得水泵工况点在A2（Q2，H2）点工作时的转速n2？eeeeaaaaHnnHQnnQHnnHQnnQ212212212212212121212nnHHnnQQkQHQH222211式中：k相似系数，表示所有工况相似泵（风机）工况点的扬程与流量平方的比值。H =k Q2 转速改变前后效率相等是在一定的转速范围内可以的，当转速变化超出一定范围时，效率变化就会较大而不能忽略。所以，实测的等效率曲线与理论上的等效率曲线不是完全一致的，只有在高效率范围内才吻合。变速调节工况点，只能降速，不能增速。因为水泵的力学强度是按照额定转速设计的，

3、超过额定转速，水泵就有可能被破坏。长期调节，像冬季与夏季之间水量不同的调节，可用有级如切削调节、齿轮调速调节等，也可用无级调节，如变频调速调节等。而短期调节，如白天和夜晚之间的水量调节只能用无级调节。 由于叶轮切削前后几何不相似，所以不符合相似定律。这样就需要找出叶轮切削前后水泵性能参数的的关系，这个关系就称之为“切削定律”。 在下面两个条件下，来进行切削定律的推求。切削量较小，切削前后出水角不变，所以，切削前后水泵效率不变；切削前后叶轮出口面积不变，F2F2。这是因为，切削以后虽然叶轮外径变小，但叶轮出口厚度增加，所以2R2b2=2R2 b2 。 因为切削量很小，所以速度四边形不变。这样，切

4、削前后仍然符合运动相似，对应速度四边形相似，即：222222DDRRUU2222222222DDQQFFFCFCQQQQFCQQVVrVrVTVTVrVTV，所以，而且不太大时，当，得：关系）、切削第一定律（流量222222222DDHHgUCgUCHHHHgUCHHHHuHuHTHTHuHTH，得不太大时，当，得：关系）、切削第二定律（扬程322DDNNQHHQNNQHN，得不太大时，当，得：关系）、切削第三定律（功率第一类问题：已知：水泵外径D2及其对应的特性曲线（QH）、（QN）和（Q）；求：水泵外径变到D2时所对应的特性曲线（Q H ）、（Q N ）和（Q ） 第二类问题：已知：水泵外

5、径D2及其对应特性曲线（QH）、（QN）和（Q）；求：通过改变水泵外径方法，使得水泵工况点在B（QB，HB）点工作时的外径D2？52222552251222211221HDDHQDDQHDDHQDDQ22222DDHHDDQQkQHQH22式中：k切削系数，表示所有满足切削定律的泵（风机）工况点的扬程与流量平方的比值是一个常数。H =k Q2 %100(%)222DDD切削量n 所谓切削不是说水泵使用者在使用时随时切削，而是要在泵出厂时备有几种叶轮，根据实际需要更换叶轮，所以“切削调节”也称之为”“换轮运行”。n 切削限量，叶轮切削不能太大，否则，效率降低较多。比转数ns60120200300

6、350350以上最大允许切削量（%）201511970效率下降值每切削10%，效率下降1%每切削4%，效率下降1%n 不同水泵切削方式不同，低比转数的离心泵，前后盖板切削量相同；高比转数的离心泵，后盖板切的大一些；混流泵不适合切削，不得不切削时，只应切削前盖板；轴流泵不能切削。n 增加给水（气）量n 通过开停泵（风机）的台数来调节流（风）量n 提高供水（气）安全性n 增加扬程（风压）n 一台设备出现问题，系统不能工作n 实际工程中较少采用 并联水泵（风机）工作时，其静扬程相同，如果不考虑水头损失，所以并联水泵（风机）的扬程是相同的。即：H1H2 HQ1Q2Q总 假想水泵（风机）的工作扬程特性曲

7、线（并联水泵或风机的并联特性曲线）就等于各台并联水泵（风机）的扬程（不计损失），假想水泵（风机）的流量就等于各台并联水泵（风机）流量之和。 调速泵和定速泵并联工作此时，通常存在两种情调速泵和定速泵并联工作此时，通常存在两种情况：一种情况是调速泵的转速况：一种情况是调速泵的转速n1和定速泵的转速和定速泵的转速n2均为已知，求并联工况点。若均为已知，求并联工况点。若n1= n2，则属于同型，则属于同型号泵并联工况点问题，若号泵并联工况点问题，若n1n2，则属于大小泵并联，则属于大小泵并联工况点问题工况点问题。 另一种情况是知道定速泵的转速另一种情况是知道定速泵的转速n2和并联工作的总和并联工作的总

8、流量流量Q，求调速泵的转速，求调速泵的转速n1。这类问题比较复杂，存。这类问题比较复杂，存在五个未知数，即定速泵的工况点值在五个未知数，即定速泵的工况点值(QII，HII)，调速，调速泵的工况点值泵的工况点值(QI，HI)，以及调速泵的转速，以及调速泵的转速 n1等等5个个未知数。未知数。习题：在右图所示的水泵装置上，在出水闸阀前后装A、B两只压力表，在进水口处装上一只真空表C，并均相应地接上测压管。现问： （1）闸阀全开时，A、B压力表的读数以及A、B两根测压管的水面高度是否一样？ （2）闸阀逐渐关小时，A、B压力表的读数以及A、B两根测压管的水面高度有何变化？ （3）在闸阀逐渐关小时，真空

9、表C的读数以及它的测压管内水面高度如何变化？ 习题：某取水工程进行初步设计时，水泵的压水管路可能有两种走向，如右图（a）及（b）所示。试问：（1）如果管道长度、口径、配件等都认为近似相等，则这两种布置，对泵站所需扬程是否一样？为什么？（2）如果在图（a）的布置中，将最高处的管道改为明渠流，对水泵的工况有何影响？对电耗有何变化？为什么？习题： 某循环水泵站中，夏季为一台12SH-19型离心泵工作。水泵叶轮直径D2=290mm，管路中阻力系数S=225s2/m5 ,静扬程HST=14m。到了冬季，用水量减少了，该泵站须减少12%的供水量，为了节电，到冬季拟将另一备用叶轮切小后装上使用。问：该备用叶轮应切削外径百分之几？习题：某机场附近一个工厂区的给水设施如下图所示。已知：采用一台14SA-10型离心泵工作，转速n=1450r/min，叶轮直径D=466mm，管道阻力系数SAB=200s2/m5，SBC=130s2/