泵、风机与管网系统的匹配

Q Q1
Q2
ΔP1
Δ P2
ΔP
P12
P1 P2
S1
Q12
S2Q
2 2
S1 S2
Q2
S12 S1 S2
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
管路并联
➢1）两个管路构成回路（或虚拟回路）中，重 力作用力与输入的全压动力均为零，则它们处 于“水力并联”地位，其阻力相等。
回路的重力和 全压作用力为
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点 广义管网特性曲线 （Pst≠0）
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点 狭义管网特性曲线 （Pst＝0）
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
阻抗
➢影响管网特性曲线形状的决定因素是阻抗S 。 S值越大，曲线越陡 。
sL
(
l
4Rs 2 Ai2
i
i
kg m7
P1 P2
水力并联
S
S1
1 2
1
S2 2
2
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
水力并联时，总阻抗计算式来源：
P P1 P2
P S(Q1 Q2 )2
S Q12 Q22 2Q1Q2
S
P S1
P S2
2
P S1
P S2
化简，得到：
2
S
1 S1
1 S2
1
1
1 2
S S1 2 S2 2
1 枝状管网特性曲线 2 泵（风机）在管网系统中的工况点 3 管网系统中泵（风机）的联合运行工况
重点内容！
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
1 枝状管网特性曲线
管段的阻力特性
Pi
l
4Rs
i
vi2
2
i
2
l
4Rs
i
Q
2
A i
SiQi2
枝状管网的简化
➢管路串联
Q Q1 Q2
产品技术样本给出的性能曲线（或性 能参数表），是根据标准实验状态下 测试的。
实际使用中，工作流体密度、转速等 参数与试验不一致时，根据相似律换 算为实际性能曲线。
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
泵(风机) 在管网中工作，其工作流量即为管网 的总流量，泵(风机)所提供的能量与管网中流体 流动所需的能量相等。
Pst Pq PG
(P2 P1) g(Z2 Z1)
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
意义：Pst反映了环境因素对流动的影响。 包括重力作用力、环境与管网交界面的压 力。其大小决定了管网特性曲线起点在纵 坐标上的位置。
管网稳定运行时为一常数。
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
➢3、A点是稳定工况点。
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
不稳定工况点
1、驼峰形性能曲线的泵、风 机，上升段E点是不稳定工况 点。
➢ 当泵（风机）受到干扰导致流 量增大时，压头大于管路阻力， 管路中流速加大，流量继续增 加，工况点继续向流量增大的 方向移动，无法回到原工作点。
应通过工况分析， 使泵(风机) 工作 在稳定工作区！
第6章 泵、风机与管网系统的匹配
主要内容：
➢泵、风机在管网系统中的工况点 ➢泵、风机的工况调节 ➢泵、风机的安装位置 ➢泵、风机的选用
第6章 泵、风机与管网系统的匹配
工程背景：
➢通风空调气体管网 ➢械循环采暖管网 ➢室外供热管网 ➢空调冷冻水管网 ➢空调冷却水管网
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
稳定工况点
➢1、B点流量QB小于管路流量QA时，其压头HB大 于管路阻力HA，多余的能量将使流体加速，流 量加大，工况点将自动由B移向A。
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
稳定工况点
➢2、C点流量QC大于管路流量QA ，其压头Hc小于 管路阻力HA ，则流体减速，流量减小，工况 点自动由C移向A。
sM
(
l 4Rs
i
Hale Waihona Puke 2 Ai2 i(kg m)-1
S=f (l，d，λ，ζ，)
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
泵(或风机)的性能曲线
➢在一定转速下，泵或风机的扬程H(全压P)、功 率N、效率η随流量Q变化的关系曲线。
H
C
H-Q N-Q
η-Q
Qc
Q
H f (Q) P f (Q)
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
P2
2
2
P SQ2
1
o
P1
Z2 Z1
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
环境对枝状 管网流动的影响
Pst Pq PG
Pq
g•
dl
(P2 P1) g(Z1 Z2 ) e g(Z2 Z1) (P2 P1) g(Z2 Z1) e g(Z2 Z1)
水的密度远大于空气密度，则有：
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
枝状管网，由末端可逐次简化为一个管路。
S
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
环状管网无法按串并联关系简化！为什么？
v1
e1 v2
e2 v3
e3 v4
e4
e5
e6
e7
v5
e8 v6
e9 v7
e10 v8
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
枝状管网的阻力特性
H f (Q) H st SQ2
将泵(风机) 的实际H-Q性能曲线与其所在管网系 统的管网特性曲线，用相同的比例尺、相同的单 位绘在同一直角坐标图上，两条曲线的交点，即 为该泵（风机）在该管网系统中的工作状态点， 或称运行工况点。
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
泵与风机在系统中的工作状态点
由能量方程可知，流动所需能量为Pe ：
Pe
P2
2 v22
2
gZ2
P P1
1v12
2
gZ1
P2 P1 gZ2 Z1 P
Pq PG P
Pst SQ2
意义：管网中流体流动所需的能量Pe，一部分用 来克服环境影响；另一部分克服管网的流动阻力。
将上述关系在以流量为横坐标、压力为纵坐标图 中绘成曲线，即为管网特性曲线。
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
解析法求工况点
➢利用能量平衡关系：管网特性曲线方程＝泵与 风机性能曲线方程
H f (Q) c0 c1Q c2Q2 H st SQ2
➢上式表明，泵、风机的工作流量即为管网中通 过的流量，提供的压头与管网在该流量下流动 所需的压头相一致。
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
零！
P PG Pq 0
PG 0
Pq 0
P1 P2 Q Q1 Q2
S
S1
1 2
1
S2 2
2
6.1 泵、风机在管网系统中的工况点
2）两个管路不构成回路的情况。添加虚拟 回路使之构成回路(第四章)，若重力作用
与输入的全压动力均为零，则它们处于
“水力并联”地位，其阻力相等。
Q Q1 Q2