水泵与水泵站2-3修改

2 p2 v2 泵出口处2-2断面比能： E2 z2 g 2 g
则：
2 p2 p1 v2 v12 H z2 z1 g 2g
§2.5 离心泵装置的总扬程
2 p2 p1 v2 v12 H （z2 z1） g 2 2 g p2 p1 v2 v12 H z g 2g 2 p2 pa pa p1 v2 v12 H z g 2g
对于钢管：
对于铸铁管：
h ik l
f 1
h il
f
采用比阻（A）公式：
对于钢管：
k1——由钢管壁厚 不等于 10mm而引入的 修正系数； k3——由管中平均 流速小于1.2 m/s而引 入的修正系数。
h Ak k lQ
f 1 3
2
对于铸铁管：
h Ak lQ
H H ST h
HSS
2、装臵总扬程的计算
H H ST h
静扬程，HST 泵吸水井的设计水面与水塔 Hsd （或密闭水箱液面）最高水位之 HST 间的垂直距离（或测压管高差）。
h
d
p3 p1 H ST （Z 3 ） (Z1 ) g g
Hss
h
s
3、离心泵装臵管道特性曲线
H ST H s s H sd
泵吸水地形高度，Hss
h
d
泵吸水井（池）（或密闭水箱） 水面至泵轴间的垂直距离（的测压 管高差）。 Hsd HST p轴 p1 H ss （Z 轴 ） (Z1 ) g g 泵压水地形高度，Hsd 泵轴至水塔的最高水位(或 密闭水箱液面)之间的垂直距离 （或测压管高差）。 p轴 p3 H sd (Z 3 ) （Z 轴 ） g g
§2.7.3 图解法求离心泵装置的工况点
2、折引特性曲线法
H h H ST
H HM
Q-H
M
Σh
M1
HST
Q-N Q-η
Q H
Q-Σh
离心泵装置的工况点
QM
Q
§2.7.4 离心泵装置工况点的改变
泵的工作点由两条特性曲线所决定，因而改变其中之一或
者同时改变即可实现流量的调节。
⑴改变管道系统特性曲线：自动调节（水位变化） 阀门调节（节流调节） ⑵改变水泵特性曲线：变速调节（调速运行） 变径调节（换轮运行）
§2.7.1 管道系统特性曲线 1、离心泵装臵管道特性曲线
在不同流量，给出装臵总扬程 的值，画在以流量为横坐标，装臵 总扬程为纵坐标的图上。 其中: h 称为管道损失曲线
H H ST h
h h h h h
s d f
j
1 2 2 h Akl 2 Q SQ 2 D 2g 4
H Hd H v
量测（估算）
水泵运行时，通过压力表和真空表估算出总扬程。
2、装臵总扬程的计算
v Z H v H ss hs 2g 2 2 v2 Z H d H sd hd 2g 2
2 1
Hsd HST
H Hss Hsd hs hd
p2 pd pa g g
pv pa p1 Hv g g
pd p2 pa Hd g g
2 v2 v12 （z ) 则： H H d H v 2g
§2.5 离心泵装置的总扬程
1、水泵出口压力表读数 pd 与压出水柱高度Hd
pd p2 p （ a MPa）
§2.5 离心泵装置的总扬程 离心泵装置 泵配上管路及一切附件后的系统。 离心泵装置总扬程，H 对给定的水泵装臵，在某种上、 下游水池水位条件下，输送流量为 Q时水泵应具有的扬程值H。
1、装置总扬程的量定（估算） 根据扬程的定义： H＝E2－E1 根据伯努利方程：
p1 v12 泵进口处1-1断面比能： E1 z1 g 2 g
HA
需要
瞬时工况点:水泵运行时，在某一时刻某一流量下，对应的 特性曲线的参数值，表示了该泵此时的实际工作能力。反 映了两者的能量供与求的平衡点。
§2.7.1 管道系统特性曲线
SQ2
影响工况的因素： A 水泵固有工作能力 ①水泵的型号 ②运行的实际转速 B 水泵的工作环境 离心泵（输配水管路）装臵系统及其布 臵，吸水池和送水池水位变化，水控制设 备的操作状况（闸门、安全阀等）。
列0-0,3-3断面能量方程
2 2 p 0 v0 p 3 v3 z0 H z3 hw g 2 g g 2 g
2 2 2 p3 p0 v3 v0 l v H z3 z 0 hw03 g 2g d 2g
§2.5 离心泵装置的总扬程
§2.5.4 自灌式泵装置的总扬程计算
自学： 试证明泵的扬程公式
也适用于自灌式水泵装置
H Hd Hd
H H ST h
§2.5 离心泵装置的总扬程
思考：
对于公式
H H ST h
有没有简便的方法进行公式 推导？
§2.5 离心泵装置的总扬程
0
00
00
0
Βιβλιοθήκη Baidu、离心泵装臵管道特性曲线
H H ST h
h h h
f
j
j
h ——管路系统的总水头损失，m；
h ——管路系统的局部水头损失，m。
h ——管路系统的沿程水头损失，m；
f
管道系统装置
3、离心泵装臵管道特性曲线
沿程水头损失:水流流经直管段时，水流与管路内壁发生摩擦 所引起的能量损失。 采用水力坡降i公式：
§2.5 离心泵装置的总扬程
解：① 静扬程： H ST 90 58 32m
② 吸水管路水头损失
Q 1.25m / s 吸水管内流速：v1 As
查设计手册，水力坡度 i1=0.0065
吸水管路沿程损失，hs1= i1· l1 =0.0065×20= 0.13m 吸水管路上各部分的局部损失系数，查手册
给排水手册第1册
常用资料（P558）
§2.5 离心泵装置的总扬程 离心泵装置总扬程基本计算方法： 1.进口真空表和出口压力表表示
H H d H v (校核）
2.扬升液体的静扬程和水头损失表示
H H ST h （设计）
p3 p1 H ST （Z 3 ） (Z1 ) g g

H h 0 (2)
§2.7.3 图解法求离心泵装置的工况点
1、一般图解法（HM，QM，NM，ηM） Q-H
H H ST h
M
H HM
Q-Σh HST
Q-N Q-η
NM ηM Q
QM
离心泵装置的工况点
离心泵装置工况点的自稳定特性
Q-H
供给>需要 Q-Σh 供给<需要 NM 需要 = 供给 Q-N H
S2 >S S
S1 <S
S——管路总水头损失系数（阻抗） 单位：s2/m5。 当管道装臵、布臵、长度和管径确定后， S为常数，与流量Q和水头H无关。
§2.7.1 管道系统特性曲线 2、离心泵装臵定速工况点
QH
H H ST h H ST SQ 2
此时H表示流量为QA时将单位质量 的水提升到HA所需要的能量。
pd 106 pd Hd ( m H2O) g g
2、水泵吸入口真空表读数 pv 与吸上真空水柱高度Hv
pv pa p （ 1 MPa）
pv 106 pv Hv ( m H2O) g g
§2.5 离心泵装置的总扬程
2 v2 v12 z 值较小，忽略 2g
装臵总扬程实际按
网 2，弯头 0.59，渐缩 0.17
吸水管路局部损失，
hs 2

2 2 v1 v2 v2 （网 1 弯头 1） 渐缩 0.231 m 2g 2g 2g
m 吸水管路总水头损失， hs hs1 hs 2 0.361
§2.5 离心泵装置的总扬程
Hss
h
s
3、离心泵装臵管道特性曲线
☆ 思考题： 1. 如图所示水泵装置。水泵从一个密闭水箱抽水，输入另一个 密闭水箱，水箱中的水面与泵轴齐平，试问： 该水泵装置的静扬程HST=? (m)
水泵的吸水地形高度HSS=? (m)
水泵的压水地形高度Hsd=? (m)
0 0
3、离心泵装臵管道特性曲线
2.三台水泵三种抽水装置如图(a)、(b)、(c)所示。三台水泵的泵 轴都在同一标高上，其中(b)、(c)装置的吸水箱是密闭的，(a)装 置的吸水箱是敞开的。试问： 要使HSS(a)= HSS(b) = HSS(c)时，则图中HA=？ (m)， Pc=？(atm)
H H ST h
管道系统装置
§2.7.2 图解法求水箱出流的工况点
1、分析水箱出流的流动条件 （1）上、下水箱比较大，水箱内的行进流速可忽略； （2）两水箱的水位H是常数，以下游水箱水位为参考零势面。
2、水箱出流的能量守恒关系表示
H h SQ2 (1)
H h 0 (2)
ST
H HM
K
M
D
Q-η
ηM QK QM QD Q
离心泵装置的工况点
3、离心泵装置工况点的自稳定特性
总结：
1、自稳定性：扰动后工况点偏离M至K(D),则K(D)点会自 动向M移动。 2、极限工况点：装臵阻抗最小时，该装臵的极限工况点。 即在给定HST下，水泵装臵所能输送的最大流量QM。 极限工况点：作为选电机功率的条件。
折引法
3、水箱出流工况点的图解法（工况点QK,HK）
§2.7.2 图解法求水箱出流的工况点
一般图解法（图a）：在水箱水位不变时，管道中有稳定的 流量QK出流。K点称为该水箱的工况点。Q降，则工况点向 2 左下方移动。 H h SQ (1) 折引法（图b）：将高位水箱的工作能量扣除了管道的水 头损失后，把它折引到低位水箱上来了。K’即为该水箱 出流的工况点，其流量为QK’=QK，表示水箱能够提供的 总比能与管道所消耗的总比能相等的那个平衡点。
f 3
2
给排水手册第1册
常用资料（P297）
3、离心泵装臵管道特性曲线
局部水头损失:
水流流经管件、阀门时，由于其边界条件的突然变化，或水流 方向的改变，使水流形态发生剧烈变化而引起的局部能量损失。
v2 hj 2 g
——管路中局部水头损失之和，ζ值与管件、阀门的类型 有关； v ——水流通过有关管件、阀门的计算流速，m/s。
略去速度水头
H H ST p p a a g
s
l d
d

v 2g
2
H ST
h h
§2.5 离心泵装置的总扬程
岸边式取水泵房，根据已知条 件求水泵扬程。 已知：流量，Q=120 l/s 管路长度，吸水管 l1=20m ， 压水管 l2=300m 管径，吸水管 Ds=350mm，压 水管 Dd=300mm 标高，吸水井水面58.00m，泵 轴60.00m ，水厂混合池水面 90.00m。 管件，吸水进口采用无底阀的 滤水网，90°弯头一个， DN350× 300渐缩管一个。
在工程设计中，总是希望水泵装 置的工况点，能够经常落在该水泵
设计参数上（设计工况附近），这
样水泵的工作效率最高，最经济， 参见Q—η曲线。
泵的瞬时（运行）工况点 对应某一流量下泵的一组基本性能参数值。 泵的设计工况点（额定工况） 泵在效率最高时对应的一组基本性能参数值。 泵的极限工况点 泵在流量最大时对应的一组基本性能参数值。
H H ST h H ST hs hd 32 0.361 4.88 37.24
铸铁管水力计算表
局部水力系数
§2.5 离心泵装置的总扬程
作业：
教科书P108～109 习题3，5，6
H=Hv+Hd”与“H=HST+Σh”中各符号的含义是什么？ 在实际工作中，这两个公式各有什么用途？
③ 压水管路水头损失 Q v 1.70m / s 压水管内流速： 2 Ad 查设计手册，水力坡度 i2=0.0148 压水管路沿程损失，hd1= i2· l2 =0.0148×300= 4.44m 压水管路局部损失为沿程损失的10%计 压水管路总水头损失，hd （ 1 10%）hd 1 4.88m ④ 泵的总扬程