第二章 叶片式水泵(5-13节)

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泵体内的水力损失要消耗一部分功率，使水泵的总效率下降
另外在水泵工作过程中存在着回流和泄漏的问题，这也会导 致能量损失，成为容积损失。
除此以外还有机械损失，包括轴承内的摩擦损失，填料轴 封装置内的摩擦损失以及叶轮封盖板旋转时与水的摩擦损 失，这些机械性的摩擦损失也会消耗一部分功率，使水泵 的总效率下降。
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§2－7 离心泵装置定速运行工况
从离心泵的特性曲线上可以看出，每台水泵在一定 下，有自己的特性曲线，它反映了水泵的潜在工作能 力。在实际运行中，就表现为瞬时流量、扬程、轴功 率、和效率等。我们把这些值在特性曲线上的具体位 置，称为水泵装置的瞬时工况。它反映了水泵的实际工 作能力。
从实质上看，两种方法是一样的。都是利用能量的 供给与消耗平衡的原理，来求得工况点。
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三、图解法求离心泵装置的工况点
把泵特性曲线和装置特性曲线画在同一张图上，装 置特性曲线和泵特性曲线的交点(图中的M点)就是泵的运 转工况点。 如右图所示，假设工况 点不在M点，而在B点， 水泵所能提供的总比能 大于管道所消耗的总比 能，即供给>需要，富 裕了一部分能量，此富 裕能量将以动能的形式
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❖ 在Q-Hs曲线上，各点的纵坐标表示相应流量下水泵所允 许的最大真空高度，它并不代表水泵在某点工作时的实际 吸水真空值。水泵的实际吸水真空值必须小于曲线上的相 应值。否则将会产生气蚀现象。
从能量传递角度上看: 扬程表示：当流量为Q时，每1kg水通过水泵后能量的增值。 功率表示：当流量为Q时，泵轴所消耗的功率。
同理，也可以用折引曲线的方法来求解。
四、离心泵装置工况点的改变
离心泵装置的工况点，是建立在水泵和管道系统能 量供求平衡 ；那么只要两者之一的情况发生改变，其工 况点就会发生移动。这种暂时的平衡点就会被新的平衡 点所代替。
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在城市给水中，平衡点是随时改变的。当管网用水量减 小时，对水泵而言，其静扬程不断增高，水泵的工况点势必 沿着流量减小的一侧移动（如下图中的a所示）；相反，当 城市用水量增大，管网内静压下降，水泵装置就会自动沿着 流量增大的一侧移动（如下图中的b所示）。
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液体高度来计算
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由上式可知，水泵装置的扬程等于压力表和真空表读数之和。 另外，水泵的扬程也可以用管道中水头损失和扬升液
体高度计算。
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水头损失的计算可由水力学公式求得：
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§2－6 离心泵的特性曲线
在离心泵的六个性能参数中，通常选定转速(n)，然后 列出扬程（H），轴功率（N）,效率(η)以及允许吸上真空 高度（Hs）而变化的函数： 当n＝常数时 H＝f(Q) N＝F（Q）
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使管道中的流速变大，流量加大，由此，使水泵的工况 点自动向流量增大的一侧移动，直至到达M点为止。
反之，假设水泵的工况点不在M点而在A点，那么水 泵供给的总比能将小于管道所要求的总比能，即供给<需 要，管道中水流的能量不足，流速减小，水泵装置的工 况点将沿着流量减小的一侧移动，直至到达M点为止。
一、管道系统特性曲线
水流经过管道时，存在一定的水头损失，其值为：
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在泵站计算中，为计算水泵装置的工况点，常把此曲线和 外界条件联系起来考虑。
注：管道水头损失特性曲线和系统特性曲线是两个不同的 概念。它们是由不同的函数表达式作出的。
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二、图解法求水箱出流的工况点
有直接法和折引曲线法两种： ❖ 前者主要根据当管道中的流量为Qk时，系统耗于水 力损失上液体的比能恰好等于水箱所能够提供的液体比 能，即为系统的能量平衡点。 ❖ 后者则是用系统能够提供的总能量减去在任意流量 下的系统的水力损失，直至剩余能量为0时的那个点即 为系统的工况点。即此时的工况点为系统所提供的总能 量被全部消耗的情况。
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其值可以用机械效率
水泵的总效率
总效率是3个局部效率之积要提高水泵的效率，必须尽 量减小机械损失和容积损失，同时力求改善泵壳内的水力 条件，以减小水力损失。
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二 、实测特性曲线的讨论：
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❖ 每一个流量都相应于一定的扬程，轴功率，效率和允许吸 上真空高度。扬程随流量的增大而下降。
H＝ｇ(Q) η＝Ｇ（Ｑ） 如果把这些关系式用曲线的方式来表示，就称这些曲 线为离心泵的特性曲线。
一、理论特性曲线定性分析
由离心泵的理论扬程公式：
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对径向叶片，泵的理论压头与流量无关；对于前弯叶片， 泵的理论压头随流量增加而增大；对于后弯叶片，泵的理 论压头随流量增加而减少。 上式为一直线方程。当叶片为后弯式时：
§2-5 离心泵装置的总扬程
❖ 离心泵基本方程揭示了决定水泵本身扬程的一些内在因素。 这对于水泵的设计，选型以及深入分析各个因素对泵性能的 影响是很有用处的。在下面的讨论中，把水泵配上管路以及 一切附件后的系统称为水泵装置。
❖ 对于任意两个端面1－1和2－2由水力学方程可得：
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❖ Q-H曲线是一条不规则曲线，效率最高点的各参数为铭牌 上所列出的各数据。
高效段：在效率最高点正负10％处之间的部分，称之高效 段。泵在高效段工作时，最经济。
❖ 在图中，Q＝0时，相应的轴功率并不等0，此功率主要消 耗于水泵的机械损失上。在给排水泵站中，离心泵通常使 用闭闸启动，即：水泵启动前，压水管上的闸阀是全闭的， 等电机运转正常后，压力表达到预定的数值后，再逐步打 开闸阀，使水泵正常运转。
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其次要考虑水泵内部的水头损失，要从直线Ⅰ上减去 相应流量下的水泵内部的水头损失，可以得出水泵实际扬 程和理论流量之间的关系曲线Ⅱ。 离心泵内部的水头损失可分为两类： 1.摩阻损失等△h1:在吸水室，叶槽中和压水室中产生的 摩阻损失。
2.冲击损失△h2:当流量不同于设计流量时，在叶轮进口 导水器，蜗壳压水室的进口处就会发生冲击损失。流量与 设计值相差越大，冲击损失就越大。