水泵与水泵站(第四讲)

(3)相对性能曲线
ns越小：Q—H曲线就越平坦； Q＝0时的N值就越小。因而，比转数低的水泵，采
用闭闸起动时，电动机属于轻载起动，起动电流减小；
效率曲线在最高效率点两则下降得也越和缓。
2、在确定水泵调速范围时，应注意如下几点：
(1)调速水泵安全运行的前提是调速后的转速不能与其临 界转速重合、接近或成倍数。
第二章 叶片式水泵(四)
• 2.1 离心泵的工作原理与基本构造 • 2.2 离心泵的主要零件 • 2.3 叶片泵的基本性能参数 • 2.4 离心泵的基本方程式 • 2.5 离心泵装置的总扬程 • 2.6 离心泵的特性曲线 • 2.7 离心泵装置定速运行工况 • 2.8 离心泵装置调速运行工况 • 2.9 离心泵装置换轮运行工况 • 2.10 离心泵并联及串联运行工况 • 2.11 离心泵吸水性能 • 2.12 离心泵机组的使用及维护 • 2.13 轴流泵及混流泵 • 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵
H
ab
c
de
Q-H f
A
Q-H
2
Q
求(Q—η)2曲线。 在利用比例律时，认为相似工况下对应点的效率是相等 的，将已知图中a、b、b、d等点的效率点平移即可。
• 2.8.３相似准数—比转数(ns)
１、模型泵：在最高效率下，当有效功率Nu＝735.5 W 这时(1该HP模)，型扬泵程的H转m数＝，1就m叫，做流Q与量m 它75H相Nmu似 0的.07实5m际3／泵s的。比转
不能比单泵工作时成倍增加。
H H’ H
N
M Q-ΣH
S
(Q-
(Q-H)1,2 H)1+2
N1,2 N’
Q1,2
Q1Q+ ’
Q
2
5台同型号水泵并联
• 注意：
(1)如果所选的水泵是以经常单独运行为主的，那么， 并联工作时，要考虑到各单泵的流量是会减少的，扬 程是会提高的。
(2)如果选泵时是着眼于各泵经常并联运行的，则应注 意到，各泵单独运行时，相应的流量将会增大，轴功
(2)只知道调速后两台泵的总供水量为QP(HP为未知值)， 试求调运泵的转速n1值(即求调速值)。
• 5、一台水泵向两个并联工作的高地水池输水
（1）水泵向两个高地水池输水
• （2）水泵与高水池D并联工作，共同向低水池C输水
• 2.10.2 定速运行下并联工作的数解法 • 2.10.3 调速运行下并联工作的数解法 • 2.10.4 并联工作中调速泵台数的选定
H B H hAB H S ABQ2
(4)求每台泵的工况点
H
(Q-H)
(Q-H)Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ’
Ⅱ’
(Q-H)'Ⅰ+ Ⅱ
E
Q-ΣHBDHⅡ ΣH NhomakorabeaⅠ’’ QⅡ
Ⅱ’’ QⅠ
Q-ΣQH-BΣCHAB Q
并联机组的总轴功率及总效率：
N12 N1 N 2
1 2
Q1H1
N1
Q2H 2
N2
H
(Q-H)
(4)比转数不是无因次数，它的单位是“r／min”。
2、对比转数的讨论
(1)比转数(ns) 反映实际水泵的主要性能。 当转速n一定时，ns越大，水泵的流量越大，扬程越低。 ns越小，水泵的流量越小，扬程越高。
(2)叶片泵叶轮的形状、尺寸、性能和效率都随比转 数而变的。用比转数ns可对叶片泵进行分类。 要形成不同比转数ns，在构造上可改变叶轮的外 径(D2)和减小内径(D0)与叶槽宽度(b2)。
H H ST hAO hOG
(3)求每台泵的工况点N
H
H ST
(1 4
S AO
SOG )Q122
H H’ H
N
M Q-ΣH
S
(Q-
(Q-H)1,2 H)1+2
N1,2 N’
Q1,2
Q1Q+ ’
Q
2
• 结论： (1)N’＞N1,2，因此，在选配电动机时，要根据单台单独工
作的功率来配套。 (2)Q’＞Q1,2，2Q’＞Q1+2，即两台泵并联工作时，其流量
(4)叶轮切削使水泵的使用范围扩大。 水泵的高效率方框图
离心泵性能曲线型谱图
§2.10 离心泵并联及串联运行工况
• 水泵并联工作： (1) 增加供水量； (2) 通过开停水泵的台数调节泵站的流量和扬程，
以达到节能和安全供水； (3) 水泵并联扬水提高泵站运行调度的灵活性和
供水的可靠性。
• 2.10.1 并联工作的图解法
§ 2.6 离心泵的特性曲线
• 2.6.1离心泵的特性曲线
特性曲线：在一定转速下，离心泵的扬程、 功率、效率等随流量的变化关系称为特性曲线。 它反映泵的基本性能的变化规律，可做为选泵 和用泵的依据。各种型号离心泵的特性曲线不 同，但都有共同的变化趋势。
• 2.7.3图解法求离心泵装置的工况点
（１）直接法
注意：切削律是建于大量感性试验资料的基础上。如 果叶轮的切削量控制在一定限度内时，则切削前后水 泵相应的效率可视为不变。 此切削限量与水泵的比转数有关。
• 2.9.2切削律的应用
1、切削律应用的两类问题 (1)已知叶轮的切削量，求切削前后水泵特性曲线的变化。 (2)已知要水泵在B点工作，流量为QB，扬程为HB，B点
(2)水泵的调速一般不轻易地调高转速。
(3)合理配置调速泵与定速泵台数的比例。
(4)水泵调速的合理范围应使调速泵与定速泵均能运行于 各自的高效段内。
§ 2.9 离心泵装置换轮运行工况
• 2.9.1切削律
Q' D'2 Q D2
H ' ( D'2 )2 H D2
N ' ( D'2 )3 N D2
(2)已知水泵nl时的(Q—H)l曲线，试用比例律翻画转速为 n2时的(Q—H)2 曲线。
问题(1)：求“相似工 况抛物线”
H kQ2
H
求A点：相似工况抛物 线与(Q—H)l线的交 点。
求n2
n2
n1 Q1
Q2
A Q1H A2
Q
(2)在(Q—H)l线上任取a、b、c、d、e、f点； 利用比例律求(Q—H)2上的a’、b’、c’、d’、e’、 f’……作(Q—H)2曲线。 同理可求(Q—N)2曲线。
(Q-H)Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ’
Ⅱ’
(Q-H)'Ⅰ+ Ⅱ
E
Q-ΣHBD
HⅡ ΣH
Ⅰ’’ QⅡ
Ⅱ’’ QⅠ
Q-ΣQH-BΣCHAB Q
• 4、如果两台同型号并联工作的水泵，其中一
台为调速泵，另一台是定速泵。
在调速运行中可能会遇到两类问题：
(1) 调速泵的转速n1与定速泵的转速n2均为已知，试求 二台并联运行时的工况点。其工况点的求解可按不同 型号的2台水泵在相同水位下的并联工作所述求得。
调速泵与定速泵配置台数比例的选定，应以充分发挥 每台调速泵在调速运行时仍能在较高效率范围内运行为 原则。
例
调速泵(Q-H) 曲线
要求：使每单台调速泵的流量由1/2定速 泵流量到满额定速泵供水量之间变化
• 2.10.5 水泵串联工作
各水泵串联工作时， 其总和（Q-H）性能 曲线等于同一流量下 扬程的叠加。
注：
多级泵，实质上就是n级水泵的串联运行。随着水泵制 造工艺的提高，目前生产的各种型号水泵的扬程，基本 上已能满足给水徘水工程的要求，所以，一般水厂中已 很少采用串联工作的形式。
位于该泵的(Q-H)曲线的下方。现使用切削方法，使水 泵的新持性曲线通过B点，要求：切削后的叶轮直径D’2 是多少?需要切削百分之几?是否超过切削限量?
(1)解决这一类问题的方法归纳为“选点、计算、立 点、连线”四个步骤。
Q’-η’
Q-η
H 1 2 3 4 5 6 Q-H
Q’-H’
Q-N
Q’-N’
H H
M
Q-H
K
M
h
K
ΣH
D
Q-ΣH 1
HS
T
HS
T
QQ
离心泵装置的工况点 M
（２）折引法 H H
M
HS
T
Q-H M
M
1
Q’-H’
Q-ΣH
离心泵装置的工况点
QQ
M
• 叶轮相似定律有三个方面：
1、第一相似定律——确定两台在相似工况下运行水泵的
流量之间的关系。
Q 3 v n
Qm
(v )m nm
Q 3 n
数ns 。
ns
n(
Q
)
1 2
(
H
m
Qm H
3
)4
将模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入
3.65n Q
ns
3
H4
注：(1)Q和H是指水泵最高效率时的流量和扬程，也 即水泵的设计工况点。
(2)比转数ns是根据所抽升液体的容重γ＝1000kg／ m3时得出的。
(3)Q和H是指单吸、单级泵的流量和扬程。
1、同型号的两台(或多台)泵并联后的总和流量，将等于
某场程下各台泵流量之和。
H
0
Q
2、同型号、同水位的两台水泵的并联工作
H
H’ H
N
M Q-ΣH
S
(Q-H)1+2
(Q-H)1,2
N1,2 N’
Q1,2
Q1Q+ ’
Q
2
步骤：
(1)绘制两台水泵并联后的总和(Q-H)l+2曲线
(2)绘制管道系统特性曲线,求并联工况点M。
Qm
nm
2、第二相似定律——确定两台在相似工况下运行水泵的
扬程之间的关系。