水泵选型及其管道选择相关计算

水泵选型及其管道选择相关计算第1页/共43页水泵的性能参数1）流量流量是水泵在单位时间内输送的液体量。体积流量用Q表示，单位为m3/s,m3/h或L/s.(2)扬程扬程单位是N·m/N=m，即水泵抽送液体的液柱高度，习惯简称为米。水泵的扬程表征水泵本身的性能，用符号H表示。（3）转速转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位为r/min。第2页/共43页（4）汽蚀余量汽蚀余量NPSH，是表示汽蚀性能的主要参数。（5）功率和效率水泵的功率一般指输入功率，即电动机传到泵轴上的功率，又称轴功率，用符号P表示。水泵的有效功率又称输出功率Pe，它是单位时间内从水泵中输送出去的液体在水泵中获得的有效能量。第3页/共43页由于扬程是水泵输出的单位重量液体从水泵中获得的有效能量，所以扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从水泵中输出液体所获得的有效能量—泵的有效功率。Pe=HQmg=式中Pe——水泵输出功率，有效功率（W）

H——水泵扬程（m）

Qm——水泵质量流量（t/s）Q——水泵体积流量（m3/s）——液体密度（kg/m3）g——

重力加速度（m/s2）第4页/共43页上公式也可转化为：Pe=式中r——液体的重度（N/m3）

Pe——水泵有效功率（KW）若液体重度的单位为kgf/m3，则Pe=轴功率P和有效功率之差为水泵的损失功率，其值用水泵的效率来计量，水泵的效率为有效功率与轴功率之比：式中——水泵效率

Pe——水泵有效功率（W）

P——水泵轴功率（W）。第5页/共43页3．水泵特性曲线水泵各参数之间存在一定联系，在一定转速下，扬程与流量关系。用曲线形式表示水泵性能参数之间的关系，称为水泵性能曲线，或者水泵特性曲线。一般横坐标表示流量，纵坐标表示扬程，效率，轴功率和汽蚀余量等，如下图示例水泵特性曲线：第6页/共43页第7页/共43页太阳能热水系统中选择水泵的时候遵循下列原则：①在太阳热水系统中，在满足扬程和流量要求的条件下，应选择功率较小的泵；②在强迫循环系统中，水温≥50℃时宜选用热水泵；③泵与传热工质应有很好的相容性；④水泵选择时，还要注意管径及电源选择（220V或380V）。水泵的流量、扬程应根据给水系统所需的流量、压力确定。由流量、扬程查水泵性能表（工作曲线）即可确定其型号。根据水泵在系统中的作用，可分为集热循环泵，水箱间循环泵、补水泵、给水泵（或增压泵），管道循环泵。因此水泵在系统中的作用主要有补水、循环、增压。第8页/共43页一、循环泵的选型集热循环泵需选用热水泵。（＞100℃）1.集热循环泵参数的确定流量的确定由于太阳辐照量的不确定性，联集管热水系统的集热循环流量无法准确计算，一般采用每平方米集热器的流量为36～72L/h。（国标要求每平方米集热器的流量为0.01L/s～0.02L/s）。我们在设计中一般取值50L/h，在西藏等太阳辐照较好的地区，可取70L/h。扬程的确定第9页/共43页Hb≧H1+H2+H3-H0式中：Hb——水泵扬程,m; H1——引入管与最不利点的高差,m;H2——计算管路的总水头损失,m;H3——最不利点配水点的流出水头,m;H0——给水系统所提供的最小压力,m。太阳集热系统流量确定之后针对具体的管路可以计算出该支路的沿程阻力损失和局部阻力损失，即管路压降。在联集管系统中，若串联台数是6台单层集热器，管道管径按照标准配置，水泵选型合适，则热水系统的管道流阻可选择0.03米水柱/米管。第10页/共43页一般分三种情况：⑴集热器和水箱放在同一平面上，水泵扬程选择集热器最高点加水头损失；⑵水箱比集热器高，水泵提供的扬程能克服管道流阻即可，不需要太大的扬程，以免集热器受压太大漏水，集热器所承受的压力最大不得超过10米水柱，即水箱与集热器高差和水泵的扬程之和不得大于10米；⑶集热器比水箱高，水泵扬程取水箱与集热器最高点的静高加水头损失。第11页/共43页二、管道循环泵的选型定时循环就是每天在供应热水之前，将管网中已经变冷了的存水抽回并补充以热水的循环方式。Qb≥（2～4）VHb≥hp＋hx＋hjQb——循环水泵流量（L/h）V———循环管网的水容积(L)Hb——循环水泵扬程（mmH2O）hp——循环流量通过配水管路的水头损失（mmH2O）hx——循环流量通过回水管路的水头损失（mmH2O）hj——加热设备的水头损失循环泵安装在供水管道的旁通上，扬程取供回水管道的沿程总损失。第12页/共43页三、水箱间循环泵选型扬程：两水箱进出口静高差＋管道水头损失循环流量：考虑水箱间循环回水管道的流量确定水泵的流量范围。部分循环水泵参数及性能曲线第13页/共43页第14页/共43页第15页/共43页第16页/共43页第17页/共43页第18页/共43页第19页/共43页二、增压泵太阳能热水系统中用到的增压泵按控制方式分为：水流开关式、压力开关式和变频控制。供水方式有两种：下行上供和上行下供两种。对于下行上供的系统，增压泵或供水泵只能采用压力开关式或变频控制；而对于上行下供的系统，则可采用水流开关式或压力开关式或变频控制的泵。实现增压和循环的泵为压力开关控制的泵。对于定时用水的系统可采用定时开关加普通热水循环泵（如PH＝251E）全日制供应热水（24h）的增压泵流量可按下式计算：秒流量＝0.2Kn（N·0.75）1/2N——用水器具个数；Kn——小时变化系数，Kn取2.5～5；第20页/共43页2、定时用水情况增压泵流量＝n（用水器具）×同时使用率×9L/min增压泵扬程应根据最不利配水点选取，最不利配水点的出水压力应不小于3～5米为宜。如果是下行上给的扬程为最不利点的静高加水头损失加3～5米的用水压力。上行下给的扬程保证3～5米。第21页/共43页同时用水概率表压力罐式增压泵气压给水设备选择要点气压给水设备采用变压式。气压水罐内的最小压力，应按最不利处的配水点所需水压计算确定。气压给水设备气压水罐的总容积和气压水罐水的调节容积，应按下列公式计算：V2＝Vx/(1-аb)Vx＝β·C·qb/4nmax式中V2————气压水管的总容积（m3）；Vx————罐内水的调节容积；第22页/共43页аb————气压水罐最小工作压力与最大工作压力比（以绝对压力计），宜采用0.65～0.85；在有特殊要求时，也可在0.5～0.90范围内选用；β————容积附加系数，补气式卧式水罐宜采用1.25；补气式立式水罐宜采用1.10；隔膜式气压水罐宜采用1.05；qb————水泵出水量（m3/h），当罐内为平均压力时，水泵出水量不应小于管网最大小时流量的1.2倍；nmax————水泵一小时内最多启动次数，宜采用6～8次；C————安全系数，宜采用1.0～1.5。压力罐的容积一般可为小时供水量的10％～5％，即若小时供水量10吨，压力罐的容积应为500～1000升。第23页/共43页气压给水设备，应装设安全阀、压力表、泄水管和密闭人孔或手孔。气压水罐的工作台数宜选用2～4台并联运行，使其中一部分水泵连续运行，只有一台水泵经常启闭。这样可以减少调节水容积。但水泵过多会增加机电设备费用和泵房面积，因此应通过技术经济比较确定。气压给水设备的水泵，应设自动开关装置。二、气压给水设备的布置要求气压给水设备的罐顶至建筑结构最低点的距离不得小于1.0m；罐与罐之间及罐壁与墙面的净距不宜小于0.7m。第24页/共43页变频供水泵变频供水泵选型注意问题：（1）在满足流量的情况下尽量选择两个或多个水泵，做到一工一变；（2）变频供水系统除水泵、变频控制柜外还需配备压力表，压力开关等配套设备。第25页/共43页3.部分增压泵参数及性能曲线第26页/共43页PB-401SEA型号水泵的压力开关，启停压力分别为：1.1--1.6公斤第27页/共43页第28页/共43页第29页/共43页第30页/共43页第31页/共43页第32页/共43页第33页/共43页第34页/共43页第35页/共43页第36页