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文档简介
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: )(或,、或,),(或,运动参数,介质的物性参数,几何参数hhpHP,qqQnRmv) (0几何参数和物性参数一定时,机器的工况由 三个参数决定,而等则是工况的函数。流体机械特性曲线的广义函数为:Hqnv和,P)(0HqnfPv,一般上式自变量的数目为26个? 常数参数为自变量,其余为综合特性曲线:取二个常数参数为自变量,其余为线型特性曲线:取一个一、线型特性曲线一、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
2、和转速特性曲线等 (一)泵与风机的工作特性曲线(一)泵与风机的工作特性曲线 7-1流体机械特性曲线的定义与分类 1、曲线vqH vTTqHuTcugH221ymuctgcuc2222222bDqcvTmyvTTctgbDgquguH222222yctgbDguBguA222222;vTTBqAH 上式为一直线方程,其斜率由来决定。y2guHqctgbDuqHguHqguHqTvTyyvTTTvTyTvTy22222222222220900090090时,上升线,前弯式,当时,时,下降线,后弯式当时,水平线,径向式,当(一)泵与风机的工作特性曲线(一)泵与风机的工作特性曲线 7-1流体机械特性曲
3、线的定义与分类 以后弯式叶片为例: K为滑移系数。,且可认为在所有工况下保持不变。 vTTqHyvTTTvTTTctgbDuqHguKHqKHH22222200时,时,1KvTqH vTvdvdvsvwvTTqHqqqhqKhqH)(223得到处的抛物线,顶点在扣除冲击损失,过原点的抛物线扣除沿程、局部损失曲线由 vqH qqHvT曲线扣除泄漏流量由(一)泵与风机的工作特性曲线(一)泵与风机的工作特性曲线 7-1流体机械特性曲线的定义与分类 2、曲线 : vqP vTTqP 由水功率(流动功率)得 22)(1000 1000/vTvTyvTvTTvTTqBqActgKBqKAqHqPvTqP
4、vqP 机械损失几乎与流量无关 MTPPPMP轴功率抛物线,功率剧变,前弯式,过原点上升抛物线,后弯式,过升直线,径向式,过原点的上90), 0()0 , 0(9090222yyyBA(一)泵与风机的工作特性曲线(一)泵与风机的工作特性曲线 7-1流体机械特性曲线的定义与分类 3、曲线 :陡降的型式:陡降的型式:具有2530%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,如循环水泵。平缓的型式:平缓的型式:具有812%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求能头变化小的情况,如锅炉给水泵。 驼峰的型式:驼峰的型式:其能头先随流量的增加而增加,到顶
5、点后,随流量的增加而减小。顶点左边的区域为不稳定工作区,易发生揣振。vqPHqv1000离心式泵与风机1)曲线4、工作特性曲线的讨论vqH (一)泵与风机的工作特性曲线(一)泵与风机的工作特性曲线 7-1流体机械特性曲线的定义与分类 功率随流量的增加而增加。在时,功率P有最小值。因而离心泵一般要关关阀阀启动。2)曲线4、工作特性曲线的讨论vqP 0vq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。 3)曲线vq轴流式泵与风机 1)曲线vqH 随流量的增加,扬程总的趋势是下降,且下降较快。在时,出现拐点。此处性能为马鞍型。拐点的左边为不稳
6、定区。 vdvqq%)60%40(2)曲线vqP 随流量的增加,功率的趋势是下降。当时,功率N有最大值,一般为的二倍。因而轴流泵一般要开阀开阀启动,以降低启动功率。 3)曲线vq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(二)水轮机的工作特性曲线 7-1流体机械特性曲线的定义与分类 为常数 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nH、功率的极大值称为极限功率。在右边,流量增加,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npPP95. 0maxHqPv1000
7、maxmaxmax)(1000tgkqPHv7-1流体机械特性曲线的定义与分类 (三)水轮机的转速特性曲线(三)水轮机的转速特性曲线飞逸转速:甩负荷后(零负荷力矩)调速器不能关闭导叶,用来校核转动部件的强度而的随,低而不变的随,中而的随,高nqnnqnnqnvsvsvs 7-1流体机械特性曲线的定义与分类 (四)不同比转速机器工作特性曲线的比较(四)不同比转速机器工作特性曲线的比较 低比转速的高效区宽转浆式比定浆式高效区宽,转浆式不存在受调节性能限制的最大功率。循泵,马鞍型(陡降)时,轴流泵,急降型时,混流泵给水泵,缓降型时,离心泵曲线: 20)8 . 15 . 1 (0)3 . 11 . 1
8、 (0dvdvdvvHHqHHqHHqqH开阀启动轴流泵,下降型混流泵,平缓型关阀启动离心泵,上升型曲线:vqP 常要转浆式轴流式,高效区窄混流式,离心式,高效区宽曲线:vq 7-1流体机械特性曲线的定义与分类 变速二、综合特性曲线二、综合特性曲线 取二个参数为自变量 (一)工作机的综合特性曲线7-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线变角(一)工作机的综合特性曲线7-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线变角(一)工作机的综合特性曲线7-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线1、运转特性曲线以水头为纵坐标、功率为横
9、坐标(或以水头为纵坐标、流量为横坐标) (二)原动机(水轮机)的综合特性曲线HPHvq7-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线2、综合特性曲线 (二)原动机(水轮机)的综合特性曲线水轮机的模型试验 在保持H常数,改变n、Q的情况下进行。这是因为在模型试验台上,改变水头来进行试验将使试验装置过分复杂,甚至不可能实现;在H常数下,改变n,与在n常数下,改变H,完全可以造成相似的工况,这是由相似准则所决定的。7-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线2、综合特性曲线 (二)原动机(水轮机)的综合特性曲线水轮机的模型试验 保持选定的开度不变,按每隔
10、一定重量(如981N或1962N)加一次负机并相应地调整制动器的束紧程度使测功臂处于平衡位置,转速均衡,得到稳定工况测量稳定工况下的水头H:转速n、制动力P及堰顶水头h,并按h在Q=f(h)曲线上查得Q 水轮机模型能量试验主要是测定水轮机的效率QHMnQHM307-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线2、综合特性曲线 (二)原动机(水轮机)的综合特性曲线水轮机的模型试验 7-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线2、综合特性曲线 (二)原动机(水轮机)的综合特性曲线1)混流式及定桨式水轮机主综合特性曲线的绘制a)等开度线b)等效率线 7-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线2、综合特性曲线 (二)原动机(水轮机)的综合特性曲线功率限制线的辅助曲线1)混流式及定浆式水轮机主综合特性曲线12/3212/3211QHDQHHDPP7-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线2、综合特性曲线 (二)原动机(水轮机)的综合特性曲线不同叶片转角的定浆式综合特性曲线2)转桨式水轮机主综合特性曲线的绘制7-1流体机械特性曲线的定义与分类 二、综合特性曲线二、综合特性曲线2、综合特性曲线 (二)
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