流体机械的特性曲线与运行调节

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）