水泵与水泵站27210

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。
Q1 n1 Q2 n2
H1 ( n1 )2 H 2 n2
N1 ( n1 )3 N2 n2
1、比例律应用的图解方法
(1)已知水泵转速为nl时的(Q—H)l曲线，但所需的工况点， 并不在该特性曲线上，而在坐标点A2(Q2，H2)处。现 问；如果需要水泵在A2点工作，其转速n2应是多少?
(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。
Q
Qm
H
3 ( n ) I
ns
2 ( n )2
II
Hm
ns
H (ns ) Hm n
代入I式，
Q ( n )3( n ) Qm ns ns
( H )3 Hm
ns
n(
Q
)
1 2
(
H
m
3
)4
Qm H
ns 是相似定律在叶片泵中具体应用。反映泵共性的综合性特征数， 是水泵规格化的基础，又叫相似准数。
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。
(4)比转数不是无因次数，它的单位是“r／min”。
N Nm
5
n3 nm3
(M )m (M )
实际使用中，如果实际泵和模型泵的 尺寸相差不太大且相似的话，可近似认为 三种效率都不随尺寸变化而变化。
相似定律可化简为：
Q 3 n
Qm
nm
H Hm
2
n2 nm2
N Nm
5
n3 nm3
2.8.2相似定律的特例——比例律
把相似定律应用于以不同转速运行的同一台叶片泵， 则可得到比例律：
2.7.2管路系统的特性曲线
管路总水头损失 h hf hl
h
hf
hl
AklQ2
v2 2g
[ Akl
1
2g( D2
]Q2 )2
4
H
H
h SQ2
H HST SQ2
HST
0
Q
0
Q
管道水头损失特性曲线
管道系统特性曲线
2.7.3图解法求离心泵装置的工况点
（１）直接法
H H
M
Q-H
K
M
h
K
ΣH
D
Q-ΣH 1
HS
T
HS
T
阀门全开时， 为极限工况点
QK Q Q Q
离心泵装置的工况点 M D
（２）折引法 H H
M
HS
T
Q-H M
M
1
Q’-H’
Σh
Q-Σh
离心泵装置的工况点
QQ
M
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。
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。
3.65n Q
ns
3
H4
(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)。
2、比例律应用的数解方法
同样采用虚总扬程法
(1)
n2
n1 Q1
Q2
n1Q2
Sx k Hx
(2)
H2
(
n1 n1
)
2
H
x
S xQ2 2
2.8.３相似准数—比转数(ns)
１、我们把水泵分为若干相似的群，每个群都以一台标 准泵（模型泵）为代表.在最高效率下，当有效功率 Nmu3＝／7s。35这.5时W该(1模H型P)泵，的扬转程数H，m＝就1叫m做，与Q流m它量7相5HNm似u 的0.0实75 际泵的比转数ns 。
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
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。
H Hm
2
h (h )m
n2 nm2
3、第三相似定律——确定两台在相似工况下运行水泵的 轴功率之间的关系。
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。
注：只有在 高效段内， 相似工况抛 物线才和实 际的等效率 曲线吻合。
定速运行与高速运行比较：
泵站调速运行的优点表现于
(1)省电耗(即N’B2＜NB2)。 (2)保持管网等压供水(即HST基本不变)
H f (Q)
H HST SQ2
拟合Q-H曲线
(1)
H Hx hx Hx SxQ2
H——水泵的实际扬程(MPa)；
Hx——水泵在Q=0时所产生的虚总扬程(MPa)；
hx——相应于流量为Q时，泵体内的虚水头损失之和。 hx =SxQmMPa
Sx——泵体内虚阻耗系数; m——指数。
(2)
(1)自动调节
H
C
BA
设有前置水塔时
Q QC QBQA
(2)人工调节 调节阀门；调节转速； 调节叶轮；水泵的联合运行
H
改变阀门开度
B A
B1
QB QA
QLeabharlann Baidu
优点：调节流量，简便易行，可连续变化
缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能
量，经济上不够合理。
2.7.5数解法求离心泵装置的工况点
原理：拟合Q-H曲线，与管道系统特性曲线联 立求解工况点。
b2m D2m
b2、b2m ——实际泵与模型泵叶轮的出口宽度； D2、D2m——实际泵与模型泵叶轮的外径；
——比例。
运动相似的条件是：两叶轮对应点上水流的同 名速度方向一致，大小互成比例。也即在相应 点上水流的速度三角形相似。
C2 u2 nD2 n
C2m u2m nmD2m
nm
在几何相似的前题下，运动相似就是工况相似。
H H0 A1Q A2Q2 AmQm
§ 2.8 离心泵装置调速运行工况
2.8.１叶轮相似定律 叶轮相似定律是基于工况相似的基础
上的。
凡是两台水泵能满足几何相似和运动 相似，就成为工况相似水泵。
几何相似：两个叶轮主要过流部分一切相对应的 尺寸成一定比例，所有的对应角相等。
b2 D2