课件4水泵的选择、复核及配置

循环水泵的选择、复核及配置

1 水泵基本知识介绍

暖通专业常用水泵有单级单吸清水离心泵和管道泵两种。流量大时也有采用单级双吸离心泵。高层建筑的供暖、空调系统及锅炉的补水、定压、给水泵，要求高扬程、小流量，一般采用多级泵。

1.1 水泵型号示意

1.1.1 单级单吸清水离心泵

1.1.2 单级双吸离心泵

1.1.3 多级离心泵

1.1.4 管道泵

1. 2 单台水泵的工作特性

1.2.1 水泵的性能曲线

离心泵的性能曲线（G-H曲线）一般有三种，见图1-1。

（1）平坦型--流量变化很大时能保持基本恒定的扬程。

（2）陡降型--流量变化时，扬程的变化相对较大。

（3）驼峰型--当流量自零逐渐增大时，相应的扬程最初上升，达到最高值时开始下降。该种泵在一定运行条件下可能出现不稳定工作。

图1-1（三种不同的G-H曲线）

1-平坦型2-陡降型3-驼峰型

常用单级单吸离心泵的性能曲线如图1-2所示。

图1-2（单级单吸离心泵性能曲线）

水泵的流量、扬程、轴功率和转速的关系：

G/G1=n/n1 (1-1)

H/H1=( n/n1)2 (1-2)

N/N1=( n/n1)3 (1-3)

式中G、H、N--叶轮转速为n(r/min)时的流量（m3/h）、扬程（m）和轴功率（kW）；

G1、H1、N1--叶轮转速为n1 (r/min)时的流量、扬程和轴功率。

作为一个系列的泵，有其型谱图，可覆盖一大片流量、扬程的区域，如图1-3所示。

图1-3（IS型泵系列型谱图）

1.2.2 管路的特性曲线

水泵总是与一定的管路系统相连接的，在一定的管路系统中，工作状况点不仅取决于泵本身的性能，还和管路系统的状况有关。图1-4所示为管路特性和泵的工作点(A点即为泵在系统中的工作点)。

图1-4（管路特性曲线）

G-H-----泵的性能曲线

R---------管路的特性曲线

H=H 1+h =H 1+KG 2 (1-1)

式中 H1---整个系统的静扬程（m ）

h-----总扬程（m ）

h=Σ(ΔP m +ΔP j )/ρg (1-2)

式中 ΔP m 、ΔP j---（包括吸入管路和压出管路）的摩擦损失和局部阻力损失，Pa ρ---流体的密度（kg/m 3）

g---重力加速度（m/s 2）

h-----总扬程（m ）

1.2.3 泵的轴功率N z （kW ）

N Z =GP/ŋ (1-3)

式中 G---m 3/s

p---kN/m 2

ŋ---水泵的效率（当水泵流量≤60m 3/h 时，水泵平均效率取63%；

当60m 3/h <水泵流量≤200m 3/h 时，水泵平均效率取69% ；

当水泵流量>200m 3/h 时，水泵平均效率取71%。）

水泵配用电机的容量N (kW)

N=K A N Z (1-4)

式中 K A ---电机容量安全系数，其值见表1-1。

电机容量安全系数（表1-1）

1.2.4 允许吸上真空高度H s

样本给出的允许吸上真空高度H S ，系指标准状态下（水温20℃、水表面为一个标准大气压）运行时，泵可能有的最大值。如果水泵处于非标准状况下工作，其允许吸上真空高度H S ’(m ）应按下式确定：

)24.0()33.10('g

P g P H H Z g

S S ⋅-+⋅--=ρρ （1-5） P g ——水泵安装地点的大气压力，Pa ；见表1-2；

P Z ——不同水温下的汽化压力，Pa 。见表1-3。 海拔高度（m ） -600 0 100 200 300 400

500 600 大气压力(MPa ） 0.113 0.103 0.102 0.101 0.100 0.098

0.097 0.096 海拔高度（m ） 700 800 900 1000 1500 2000

3000 4000 大气压力(MPa ） 0.095 0.094 0.093 0.092 0.086 0.084

0.073 0.063 不同水温时的饱和蒸汽压力（表1-3）

水温（℃） 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70

80 90 100 饱和蒸汽压力（kPa ） 0.6 0.9 1.2 1.7 2.4 4.3 7.5 12.5 20.2 31.7 48.2 71.4 103.3

1.2.5 允许汽蚀余量NPSH

在实际工程中，为确保水泵安全运行，规定了一个安全的必须汽蚀余量，亦 成为允许汽蚀余量，用NOSH 表（m ）示。

允许汽蚀余量NPSH 与允许吸上真空高度之间的关系式为： g v NPSH r P P H s Z a S 22

+--= （1-6） P a ——吸入容器内的压力，如敞开容器则为安装地点的大气压力，Pa ；

V s ——水泵吸入口处的流速，m/s 。

1.2.6 比转数n s

比转数是一个无因此相似准则书，是叶片泵叶片的相似特性值，其表达式 为：

75.065.3H G n n s ⋅= （1-7） 当G=0.75m 3/s ，H=1m 时，比转数在数值上等于它自身的转速，即n s =n 。 当水泵转速n 一定时，同样流量的水泵，n s 越大，扬程越低。同样扬程的水 泵，n s 越大，流量也越大。

1.3 多台水泵的工作特性

1.3.1 泵的并联

（1）泵并联工作的可能性如图1-5所示。

其工作状况分析见表1-4。

图1-5

a （完全并联）

b （局部并联）

c （不能并联）