第四章 水泵运行工况及工况调节 第二讲
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离心泵4-离心泵的装置特性与工况调节
M M
"
图1-59 装置特性
工作点特点： 流量平衡、能量平衡、唯一性。
二、多泵在单管线上的工作
１、 并联工作 ⑴ 相同性能泵的并联
泵并联，同一H下的Q相加 泵并联，管路特性（h-Q）未变
HⅠⅡ HⅠ HⅡ Q Ⅱ Q QⅡ Ⅰ Ⅰ Q QⅡ Ⅰ
１、并联工作
泵并联前：单泵工作点在M1。 泵并联后：单泵工作点在A1。
管路特性系数，与管路长度、 流道横截面积、各种阻力系数 有关。
一、单根管路特性和工作点
H pot PB PA g H A H B
2
hw kQ
h H pot kQ2
管路特性方程 图1-7.2 管路特性
一、单根管路特性和工作点
２、装置特性—工作点 泵装置：泵和管路系统的总称。
2. 泵的特性愈陡峭，并联后QⅠ+Ⅱ愈接近2QM1 3. 并联后泵扬程大于单泵工作扬程。
两泵并联工作时，应选单泵性能曲线稍陡！
１、并联工作
⑵ 不同性能泵的并联 泵并联，同一H下的Q相加 。 泵并联，管路特性（h-Q）未变
HⅠⅡ HⅠ HⅡ Q Ⅱ Q QⅡ Ⅰ Ⅰ
１、并联工作
目的：用于增加Q。
？
泵并联后：
M1 M
HⅠⅡ hM hM
QM 1 QM；QM QM 1
1
H M1
Q
Ⅰ Ⅱ
2QA1 2QM1
HⅠⅡ HⅠ HⅡ
１、并联工作
Q
Ⅰ Ⅱ
2QA1 2QM1
并联台数过多 并不经济！
1. 管路特性越平坦，并联后QⅠ+Ⅱ愈接近2QM1
水泵运行工况及工况调节
泵的出水量。
举例： 如图所示为五台泵并联工作的情况。
H
1
2
34
1台 2台
3台
5 4台
管道特性曲线 5台
O
Q1
Q2
Q3 Q4
Q5
Q
100
190
251 284 300
注意：在泵站设计中，如果所选水泵是以经常单独运行 为主的，并联工作时，要考虑到各单泵的流量会减少的，扬 程是会提高的。如果选泵时是着眼于各泵经常并联运行的， 各单泵单独运行时，相应的流量将会增大，轴功率也会增 大。
(2)绘制需能曲线
H=HST+SDFQI2+SFGQ =HST+SDF(Q/2)2+SFGQ2 =HST+(1/4SDF+SFG)Q2
点绘 DFG 管（或EFG ）管道的特性曲线。
（3）求工况点
(Q-H)1+2与H=HsT+(1/4)SDF+SFG)Q2的交点E, 即为并 联工作的工况点,过E点作Q轴的平行线，与单泵性能曲线的
η = 1+2
QH QH
P1 P2
管道布置是否对称的工程处理： （1）从工程实际看，只有两泵离汇流点的距离相差较
大，而又并联工作时，才作不对称处理。 （2）北方井群系统，从水泵工况来说：相当于几台水
泵在管道不对称的情况下并联工作，应作不对称处理。一 般来说是各井间的吸水动水位不同，可以选取一个共同的 基准面，在静扬程计算时，做相应的修正 。
（Q－H)’’ ；
2） EG管道系统特性曲线可用H=ZG-SEGQ2 计算， 即Q－∑hEG
3）工况点：M为工况点：
水泵工况：Q=Qp , H=H’p F池工况： Q=Qk G池工况：Q=Qp+Qk=QM
泵的运转特性及其调节
第五章
第一节 第二节 第三节
泵的运转特性及调节
泵运转时的工况点 泵的串联和并联运转 泵运转工况的调节
第一节 泵运转时的工况点
M点：泵扬程H=装置扬程Hz
H
z
ha
pp
t
g
c
h
A：H>Hz 多余的能量==》管内流速↑==》泵流量↑==》移向M B： H<Hz 管内流速↓ ==》泵流量↓ ==》移 泵的串联和并联运转
一 相同特性泵的串联运转
结论：扬程和流量都增加，但都小于单独运转时的两倍，增加 程度与装置特性曲线有关
二 不同特性泵的串联运转
①当装置特性曲线为R2时，Q>QB,两泵合成的扬程<泵Ⅱ扬程==》1）泵 Ⅱ作为串联工作的第二级，泵Ⅰ变为泵Ⅱ吸入侧的阻力；2）泵Ⅰ作为串 联工作的第二级，泵Ⅰ变为泵Ⅱ排出侧的阻力。 ②泵串联工作，按相同的流量分配扬程。
三 相同特性泵的并联运转两台
①单独运转工况点A1，合成工况点A，各泵实际工况点B 单独运转流量QA1，并联时QA=2QB<2QA1（管路阻力==》即使并联运行， 合成流量小于单独时的两倍） ②并联运行时的流量随装置曲线变陡而减小
四 不同特性泵的并联运转
①R1时，合成工况点A，各泵实际工况点B1和B2，单独时流量分别为QB1’和QB2‘， QB1+QB2<QB1’+QB2’ R2时，关扬程低的泵Ⅱ，在零流量工况下运行==》泵消耗的功率时液体加热==》可 能的事故 ②泵并联运转时，按扬程相等分配流量
二、改变装置特性曲线 1、闸阀调节 2、液体调位 3、旁路分流调位 4、汽蚀调节 5、驼峰特性曲线在运转中可能出现的问题
五
串联、并联运转的选择
以A点为分界点，HⅢ串联特性曲线，HⅣ并联特性曲线 1）当装置特性曲线为A点下方的R1时，并联QA4>串联QA3 2）当装置特性曲线为A点下方的R2时，相反
第一节 第二节 第三节
泵的运转特性及调节
泵运转时的工况点 泵的串联和并联运转 泵运转工况的调节
第一节 泵运转时的工况点
M点：泵扬程H=装置扬程Hz
H
z
ha
pp
t
g
c
h
A：H>Hz 多余的能量==》管内流速↑==》泵流量↑==》移向M B： H<Hz 管内流速↓ ==》泵流量↓ ==》移 泵的串联和并联运转
一 相同特性泵的串联运转
结论：扬程和流量都增加，但都小于单独运转时的两倍，增加 程度与装置特性曲线有关
二 不同特性泵的串联运转
①当装置特性曲线为R2时，Q>QB,两泵合成的扬程<泵Ⅱ扬程==》1）泵 Ⅱ作为串联工作的第二级，泵Ⅰ变为泵Ⅱ吸入侧的阻力；2）泵Ⅰ作为串 联工作的第二级，泵Ⅰ变为泵Ⅱ排出侧的阻力。 ②泵串联工作，按相同的流量分配扬程。
三 相同特性泵的并联运转两台
①单独运转工况点A1，合成工况点A，各泵实际工况点B 单独运转流量QA1，并联时QA=2QB<2QA1（管路阻力==》即使并联运行， 合成流量小于单独时的两倍） ②并联运行时的流量随装置曲线变陡而减小
四 不同特性泵的并联运转
①R1时，合成工况点A，各泵实际工况点B1和B2，单独时流量分别为QB1’和QB2‘， QB1+QB2<QB1’+QB2’ R2时，关扬程低的泵Ⅱ，在零流量工况下运行==》泵消耗的功率时液体加热==》可 能的事故 ②泵并联运转时，按扬程相等分配流量
二、改变装置特性曲线 1、闸阀调节 2、液体调位 3、旁路分流调位 4、汽蚀调节 5、驼峰特性曲线在运转中可能出现的问题
五
串联、并联运转的选择
以A点为分界点，HⅢ串联特性曲线，HⅣ并联特性曲线 1）当装置特性曲线为A点下方的R1时，并联QA4>串联QA3 2）当装置特性曲线为A点下方的R2时，相反
第4章水泵运行工况及水泵工况调节
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。
例：水泵流量Q=120 l /s，吸水管管路长度l1=20m； 压水管管路长度l2=300m；吸水管径Ds=350mm，压 水管径Dd=300mm ；吸水水面标高58.0m；泵轴标 高60.0m ；水厂混合池水面标高90.0m 。 求水泵扬程(P21)。
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 S
M
Q-ΣH (Q-H)1+2 (Q-H)1,2
N1,2
N’
Q1,2
Q’ Q1+2
Q
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。
H H ST hAO hOG
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 H H ST ( S AO SOG )Q12 2 4
(3)求每台泵的工况点N
H H’ H N S (Q-H)1,2 M Q-ΣH (Q-H)1+2
N1,2
N’ Q’ Q1+2 Q
Q1,2
结论： (1)N’＞N1,2，因此，在选配电动机时，要根据单条单独工 作的功率来配套。 (2)Q’＞Q1,2，2Q’＞Q1+2，即两台泵并联工作时，其流量不 能比单泵工作时成倍增加。
水泵运行工况点与调节
4、节流调节
改变出水管路闸门开度
改变水泵装置需要扬程曲线
适用条件：离心泵和低比转速混流 泵，不适用于比转速较 大的泵
特 点：调节方法可靠、简单易 行，但不经济
作 用：一般用来防止过载和汽 蚀
作业
1、一台离心泵从进水池抽水，流量0.04m3/s，进水池水位低于 水泵轴线5m；出水池水位高于水泵轴线1.6m，进水管长 8m，装有带底阀的莲蓬头，局部损失系数为6，90°弯头一 个，局部损失系数为0.4；出水管长5m，管径150mm，管口 不放大，拍门淹没出流，局部损失系数为1.5，管路上有两个 90°弯头，管路上有一只阀门全开水头损失忽略不计。水泵 效率70%，管道的糙率为0.013，水泵进口直径200mm。试 求：要求水泵进口处真空值不超过6m水柱时，进水管的管径 应选多少？此时水泵的扬程为多少，轴功率为多少？
改变叶轮的直径
改变水泵性能曲线
车削定律
⎧Q ⎪
=
D
⎪Qa Da
⎪
⎪H
⎨ ⎪
H
a
=
⎜⎜⎝⎛
D Da
⎟⎟⎠⎞2
⎪ ⎪N ⎪⎩ Na
=
⎜⎜⎝⎛
D Da
⎟⎟⎠⎞3
适用条件：通常只适用于比转速不超过350的水泵（离心 泵或蜗壳式混流泵）
3、变角调节
改变叶片的安放角
改变水泵性能曲线
适用条件：适用于低扬程水泵（轴流泵、导叶式混流泵）
=
n3 n3
1
水泵变速前后，满足比例律的各工况点均在一条抛物线上，具 有相似的工况，并且效率相等（近似相等）
由 Q1 = n1 , H 1 = n12
Q2
n2 H 2
n2 2
H1 H2
水泵工况调节资料课件
水泵工况调节资料课 件
目录
CONTENTS
• 水泵工况调节基本概念 • 离心泵工况调节方法 • 轴流泵和混流泵工况调节方法 • 往复式容积泵工况调节方法 • 其他类型水泵工况调节技术探讨 • 总结与展望
01
水泵工况调节基本 概念
工况调节定义与意义
工况调节定义
根据实际需要，调整水泵的运行 状态，以满足不同工况下的要求 。
应用场景
通过切割离心泵的叶轮，改变叶轮的直径 ，从而改变泵的性能曲线，实现工况调节 。
适用于流量和扬程都需要降低的场合。
优点
缺点
能够在一定程度上提高泵的效率，降低成 本。
叶轮切割后，泵的性能会发生变化，可能 需要进行重新匹配和调整。
03
轴流泵和混流泵工 况调节方法
轴流泵工况调节特点及方法
调节特点：轴流泵的工况调节主要通过 改变泵的转速、叶片角度和流量来实现 。具有调节范围广、效率高等特点。
节流调节：通过调节出口阀门开度来改 变泵的流量和扬程，适用于小流量、高 扬程的场合。
变角调节：通过改变叶片角度来调节泵 的工况点，适用于扬程变化较大、流量 变化较小的场合。
调节方法
变速调节：通过改变泵的转速来调节流 量和扬程，适用于大流量、低扬程的场 合。
混流泵工况调节特点及方法
调节方法
变角调节：通过改变叶片角度来 调节泵的工况点，适用于需要保 持一定扬程、流量变化较小的场 合。
调节原理
采用独特的叶轮结构和流道设计 ，实现大流量、高扬程、无堵塞
排污。
优点
适用于输送含有大量固体颗粒、纤 维等复杂成分的介质，具有高效、 节能、环保等特点。
缺点
结构复杂，维护成本较高，对介质 成分和温度有一定要求。
目录
CONTENTS
• 水泵工况调节基本概念 • 离心泵工况调节方法 • 轴流泵和混流泵工况调节方法 • 往复式容积泵工况调节方法 • 其他类型水泵工况调节技术探讨 • 总结与展望
01
水泵工况调节基本 概念
工况调节定义与意义
工况调节定义
根据实际需要，调整水泵的运行 状态，以满足不同工况下的要求 。
应用场景
通过切割离心泵的叶轮，改变叶轮的直径 ，从而改变泵的性能曲线，实现工况调节 。
适用于流量和扬程都需要降低的场合。
优点
缺点
能够在一定程度上提高泵的效率，降低成 本。
叶轮切割后，泵的性能会发生变化，可能 需要进行重新匹配和调整。
03
轴流泵和混流泵工 况调节方法
轴流泵工况调节特点及方法
调节特点：轴流泵的工况调节主要通过 改变泵的转速、叶片角度和流量来实现 。具有调节范围广、效率高等特点。
节流调节：通过调节出口阀门开度来改 变泵的流量和扬程，适用于小流量、高 扬程的场合。
变角调节：通过改变叶片角度来调节泵 的工况点，适用于扬程变化较大、流量 变化较小的场合。
调节方法
变速调节：通过改变泵的转速来调节流 量和扬程，适用于大流量、低扬程的场 合。
混流泵工况调节特点及方法
调节方法
变角调节：通过改变叶片角度来 调节泵的工况点，适用于需要保 持一定扬程、流量变化较小的场 合。
调节原理
采用独特的叶轮结构和流道设计 ，实现大流量、高扬程、无堵塞
排污。
优点
适用于输送含有大量固体颗粒、纤 维等复杂成分的介质，具有高效、 节能、环保等特点。
缺点
结构复杂，维护成本较高，对介质 成分和温度有一定要求。
第4章 泵在系统中的运转工况
187第四章 泵在系统中的运转工况4.1 泵运转时的工况点泵在系统（泵装置）中运转。
泵的工作状况是通过转速、流量、扬程和效率来表示。
泵究竟在哪一点运转，取决于泵的特性和泵装置的特性。
泵装置（图4-1）是指泵、泵的附件、吸入管路和压出管路以及吸入池和压出池的总称。
泵的附件是指装在泵或管路上的真空计、流量计、压力计、滤网底阀、修理阀、调节阀等。
由水力学可知，单位重量液体自吸入池液面移到压出池液面要克服的阻力c H 为h p p H H z c ∑+'-''+=γ （4-1）式中c H ——泵装置的阻力或称装置扬程；z H ——压（排）水池和吸水池液面的高度差；h ∑——管路中水力损失总和。
它包括：1) 吸水管路上的各种局部水力损失，主要是由底阀、弯管和收缩管等引起的；2) 吸水管路沿程摩擦水力损失；3) 排出管路上的各种局部损失，如弯管、调节阀流量计等处的水力损失；图4-1 泵装置1884) 排出管路的沿程摩擦水力损失。
泵装置中各种水力损失与液体流速平方成正比，因此，管路中水力损失的总和可用下式计算。
22KQ g2h =υξ=∑∑ 所以，装置扬程的计算式可写成2KQ p p H H z c +'-''+=γ （4-2）以式（4-2）表示的)(Q f H c =关系曲线，称为装置特性曲线或称管路特性曲线（图4-2）。
将装置特性曲线)(Q f H c =与泵特性曲线)(Q f H =画在同一坐标图上，二曲线相交于M 点（图4-3）。
M 点就是泵运转的工况点。
图4-2 装置特性曲线 图4-3 泵的运转工况点泵能够在M 点稳定运转是因为M 点表示泵的扬程与泵装置的扬程相等，即单位重量液体经过泵所得到的能量等于把单位重量液体自吸水池移到排水池所需做的功。
假如泵在比M 流量大的A 点运转，很明显，这里装置扬程大于泵的扬量；说明把液体从吸水池送到排水池所需做的功大于液体从泵得到的能量，这时，液189体因能量不足而减速，流量减小，工况点A 沿泵特性曲线向M 点移动。
泵与风机运行工况及调节共26页文档
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
泵与风机运行工况及调节
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
泵与风机运行工况及调节
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、
水泵工况点的调节及正常运转
水泵工况点的调节及正常运转
何朝柱
【期刊名称】《当代建设》
【年(卷),期】2000(000)004
【摘要】水泵在城市供水、防洪抗旱及矿山排水工程中都有广泛的应用。
用户往往只注意能否排水，而忽略了水泵工况点是否合理，对于水泵正常运转可能也不够重视，使得设备带病运转或者效率低下。
因此保证水泵正常运转意义重大。
一、什么是工况点水泵安装完毕后，它和管网组成一个 (供 )排水系统，因此水泵的工况点就是水泵扬程曲线和管路特性曲线在同一座标图上的交点。
对应交点的流量、扬程、效率、功率等即为水泵工况点的参数。
而当效率为最高点时所对应的参数称为额定参数也就是铭牌参数。
水泵工况点总是要满足实际要求，而外界条件又是变化的，因此需要对水泵的工况点进行调节。
二、工况点的调节方法工况点的调节目
【总页数】1页(P33-33)
【作者】何朝柱
【作者单位】安徽省煤炭工业学校
【正文语种】中文
【中图分类】D6
【相关文献】
1.谈矿井水泵工况点的调节措施 [J], 熊向豪
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4.水厂送水泵站工况点的调节与节能 [J], 贾毅璐
5.水厂送水泵站工况点的调节与节能 [J], 贾毅璐
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精品工程类本科大三课件《泵与风机》第4章 运行与调节
《泵与风机》
5、串联运行时应注意的问题 3 经济性：对经常串联运行的泵，应使各泵最佳工况点的 流量相等或接近。在选择设备时，按B点选择泵。 4 启动程序（离心泵）：启动时，首先必须把两台泵的出 口阀门都关闭，启动第一台，然后开启第一台泵的出口阀门； 在第二台泵出口阀门关闭的情况下再启动第二台。
5 泵的结构强度：由于后一台泵需要承受前一台泵的升压, 故选择泵时，应考虑到两台泵结构强度的不同。
为m3/s。泵的叶轮外径D2=162mm，水的密度=1000㎏/m3。求：
qV×103（m3/s） H（m） （%）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 33.8 34.7 35 34.6 33.4 31.7 29.8 27.4 24.8 21.8 18.5 15
0 27.5 43 52.5 58.5 62.5 64.5 65 64.5 63 59 53
（1）对于中、高比转速的离心泵（ns=80~350）或叶轮前盘为锥形或弧
形的离心式通风机，可认为出口面积相同，即D2b2= D2b2，则有:
qV D2 qV D2
(qV 2nD2b2 V )
（4-16）
H H
D2 D2
2
或
p p
D2 D2
2
(H
u2 2u
g
h )
（4-17）
Psh Psh
§4-2 泵与风机的运行工况调节
引言
1、什么是运行工况调节 泵与风机运行时，其运行工况点需要随着主机负荷的变化 而改变，这种实现泵与风机运行工况点改变的过程称为运行工 况调节。
2、调节方式分类 非变速调节和变速调节 3、主要内容 常用调节方式的工作原理、优缺点及适用场合；典型并联 运行工况调节。
第四章 水泵运行工况及工况调节 第一讲
1
1
2 P + V1 1 = Z1+
2g
式中：H — 水泵提供的扬程；
∑h — 管路水头损失之和； ZO － Z1 — 两水面标高差，即装 置静扬程；
所以： H = HST + ∑h
HST
HSs
HSd
H + Z O+
pO
+
vO 2g
2
-∑h
装置需要的扬程也可以用下式表示： H = HST + ∑h = Hss+ Hsd + ∑hs + ∑hd
HST
QK
Q
4.1.2 水泵运行工况点的确定
工况点：水泵的Q –H 曲 线与装置需能曲线（Q-H管） 的交点称为水泵的工作状况点 简称工况点或工作点。
Q-H M H H Q-H需
1、图解法（以离心泵为例）
（1）直接作图法 1）画出水泵性能曲线Q –H ； 2）画出装置需能曲线 H=HsT+SQ2 ；
式中：Hss— 吸水地形高度，自集水池测压管水面到泵轴中
心的垂直距离（m）； Hsd— 压水地形高度，从泵轴中心至水塔自由水面或密 闭水箱的测压管水面的垂直距离（m）； ∑hs— 进水管路的水头损失（m）； ∑hd— 出水管路的水头损失（m）。
例题：岸边取水泵房，已知下列数据，求该泵之扬程。 水泵流量Q=120L/s，吸水管路上装有滤网一个，900弯头 一个，偏心减缩管一个，长度L =20m，压水管路长度 L2=300mm（均采用铸铁管），吸水管径Ds=350mm，压水 管径Dd=300mm。吸水井水面标高为58.00m，泵轴标高 60.00m，水厂混合池水面标高为90.00m。 解： 水泵的静扬程： HsT = 90 - 58 = 32m 吸水管路中的水头损失h1 = i l (i可查给排水设计手册)， h1= 0.0065ⅹ20=0.13m DN =350mm时，管中流速v1=1.25m/s DN = 300mm时，管中流速v2=1.70m/s 吸水管路中局部损失（h2）：
泵与风机运行工况及调节
第二节泵与风机运行工况的调节第二章泵与风机的运行工况及调节三变速调节交流变频电机价格高但现在已降到可接受的价位不过有电磁波污染5定速电机液力变矩器变速范围大可无级变速并能随负荷的变化而自动调节液力变矩器的效率高98但成本较高大型泵与风机用目前有磁力联轴器可通过磁力的变化来调节被动轴的转速但功率受限15kw
第六章 泵与风机 的 运行工况及调节
第二章 离心式泵与风机的基本理的 调节
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二节 泵与风机运行工况的调节
定义：运行中按实际需要人为地改变泵与风机 定义：运行中按实际需要人为地改变泵与风机 的工作点，叫泵与风机运行工况的调节。 的工作点，叫泵与风机运行工况的调节。 因为工作点全等于交点，要改变交点的位置， 因为工作点全等于交点，要改变交点的位置， 不外乎有三种方法： 不外乎有三种方法：
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二节 泵与风机运行工况的调节
五、变速调节 1. 相似抛物线 前面已提到过相似抛物线的概念： 前面已提到过相似抛物线的概念：当两泵或风机相似时
Qx Dx n x = Q D n
3
2 H x Dx n x = H D n 2
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二节 泵与风机运行工况的调节
三、变速调节 2. 变速调节 1). 方法：改变泵或风机的主轴转速 皮带轮或液力 方法：改变泵或风机的主轴转速(皮带轮或液力 联轴器)或改变原动机的转速 调速电机、变频、 或改变原动机的转速(调速电机 联轴器 或改变原动机的转速 调速电机、变频、 汽轮机等)； 汽轮机等 ； 2). 实质：改变泵或风机的性能曲线，从而改变工 实质：改变泵或风机的性能曲线， 作点，改变后的工作点由相似定律求出(方法后 作点，改变后的工作点由相似定律求出 方法后 讲)。 。 3). 优点：无任何损失，调节效率高。 优点：无任何损失，调节效率高。 4). 缺点：投资较大，但目前正得到改善。 缺点：投资较大，但目前正得到改善。 5). 适用：大型泵与风机。 适用：大型泵与风机。
第六章 泵与风机 的 运行工况及调节
第二章 离心式泵与风机的基本理的 调节
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二节 泵与风机运行工况的调节
定义：运行中按实际需要人为地改变泵与风机 定义：运行中按实际需要人为地改变泵与风机 的工作点，叫泵与风机运行工况的调节。 的工作点，叫泵与风机运行工况的调节。 因为工作点全等于交点，要改变交点的位置， 因为工作点全等于交点，要改变交点的位置， 不外乎有三种方法： 不外乎有三种方法：
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二节 泵与风机运行工况的调节
五、变速调节 1. 相似抛物线 前面已提到过相似抛物线的概念： 前面已提到过相似抛物线的概念：当两泵或风机相似时
Qx Dx n x = Q D n
3
2 H x Dx n x = H D n 2
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二章 泵与风机的运行工况及调节
第二节 泵与风机运行工况的调节
三、变速调节 2. 变速调节 1). 方法：改变泵或风机的主轴转速 皮带轮或液力 方法：改变泵或风机的主轴转速(皮带轮或液力 联轴器)或改变原动机的转速 调速电机、变频、 或改变原动机的转速(调速电机 联轴器 或改变原动机的转速 调速电机、变频、 汽轮机等)； 汽轮机等 ； 2). 实质：改变泵或风机的性能曲线，从而改变工 实质：改变泵或风机的性能曲线， 作点，改变后的工作点由相似定律求出(方法后 作点，改变后的工作点由相似定律求出 方法后 讲)。 。 3). 优点：无任何损失，调节效率高。 优点：无任何损失，调节效率高。 4). 缺点：投资较大，但目前正得到改善。 缺点：投资较大，但目前正得到改善。 5). 适用：大型泵与风机。 适用：大型泵与风机。
泵与风机的运行调节及选择
注意：排汽量→泵内汽蚀。为使长期处于低负荷下的凝结 水泵安全运行，在设计制造方面应采用耐汽蚀材料；在运行中， 可考虑同时应用分流调节。 仅在风机上使用。
（三）分流调节
前提条件：n≡C 阀1 qVP2 实施方法： B HP 阀2 改变分流管路阀 水泵 门开度。 A D 工作原理：图解 O 阀1全开、阀2全关阀2全开、阀1全关
前提条件： n≡C 实施方法：改变节流部件的开度。 分
gqVN ( H N h) H h P j K N N PshN gqVN H N / N HN
h
（一）口端和进口端节流。 1．出口端节流调节 工作原理： 运行效率：
N
M
qV
qVN qVM
4、并联运行工况点
H
M B C
Hc-qV
H-qV O
qVB qVC qVM qV
5、并联运行时应注意的问题 1 宜适场合：Hc-qV较平坦，H-qV 较陡。
2 安全性：经常并联运行的泵, 应由qVmaxHg(或Hd) 防 止汽蚀；对于离心泵和轴流泵, 应按 Pshmax Pgr 驱动电机不 致过载。
H Hi
i 1 n
（若将H 改为p，则适用于风机） （忽略泄漏流量）
qV qVi
泵串联后的性能曲线的作法：把串联各泵的性能曲线H-qV 上同一流量点的扬程值相加。
4、串联运行工况点
H Hc-qV
M C
H-qV
O qV
5、串联运行时应注意的问题 1 宜适场合：Hc-qV 较陡，H-qV 较平坦。
C
1
2 M Ⅱ 1 Ⅰ
经 济 性：比出口端节流经济。 适用场合： 仅在风机上使用。
h
2
泵与风机运行工况及调节共26页文档
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
泵与机运行工况及调节
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
泵与机运行工况及调节
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
第四章 给水系统的工作工况
W = W1 + W2
水塔调节容积， W1－水塔调节容积，m3； 室内消防贮备水量， 10min消防用水 W2－室内消防贮备水量，m3，按10min消防用水 量计算。 量计算。
清水池的构造
钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土或砖石水池，容积＜ 钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土或砖石水池，容积＜ 圆形；＞ ；＞2500m 矩形。 2500m3时，圆形；＞2500m3时，矩形。 进水管、出水管：单独设置，管内流速为0.7m/s； 进水管、出水管：单独设置，管内流速为0.7m/s； 0.7m/s 溢水管：设喇叭口，不设阀门，出口设网罩； 溢水管：设喇叭口，不设阀门，出口设网罩； 放空管：设于集水坑内； 放空管：设于集水坑内； 检修孔：孔的尺寸保证池内管配件顺利进出； 检修孔：孔的尺寸保证池内管配件顺利进出； 导流墙：避免池水短流，且底部适当间距设过水孔； 导流墙：避免池水短流，且底部适当间距设过水孔； 通风孔：保证池内自然通风，高出水池填土面0.7m； 通风孔：保证池内自然通风，高出水池填土面0.7m； 0.7m 覆土厚度：0.3-0.7m，视地下水位及温度而定。 覆土厚度：0.3-0.7m，视地下水位及温度而定。 分格：不少于二个。 分格：不少于二个。
第二节 清水池和水塔
清水池作用：调节一泵站与二泵站的流量差， 清水池作用：调节一泵站与二泵站的流量差，贮存 水量及保证氯消毒接触时间； 水量及保证氯消毒接触时间； 水塔作用：调节二泵站与管网的流量差， 水塔作用：调节二泵站与管网的流量差，贮存水量 及保证管网水压。 及保证管网水压。 一、清水池和水塔的容积计算 1.清水池和水塔的调节容积计算 1.清水池和水塔的调节容积计算
水塔构造
水柜：贮存水量（调节容量和消防容量），常用 水柜：贮存水量（调节容量和消防容量），常用 ）， 圆形，钢材、钢筋混凝土或木材，也可用砖砌。 圆形，钢材、钢筋混凝土或木材，也可用砖砌。 塔体：支撑水柜，常用砖石、 塔体：支撑水柜，常用砖石、钢材和钢筋混凝土 等材料建造。 等材料建造。 管道和设备：进水管、出水管、溢流管、 管道和设备：进水管、出水管、溢流管、放空管 避雷针、水位传示仪及保温措施。 、避雷针、水位传示仪及保温措施。 基础：单独基础、条形基础及整体基础， 基础：单独基础、条形基础及整体基础，常用材 料有砖石、混凝土和钢筋混凝土等。 料有砖石、混凝土和钢筋混凝土等。
工况点的确定与调节
叶轮直径实际车削比( %)
D K D Da
90 2 1 80
查图得叶轮实际车削比: 70 91.5% 70 80 90 叶轮直径计算车削比 (100%) 故实际车削量为: 图 4-18 叶轮车削量校正 367×（100-91.5）%=31.195（mm）， 1.径流式叶轮；2.混流式叶轮 车削后的叶轮直径: 367×91.5%=335.805（mm）。
100
（四）车削量的范围及方式
1）叶轮车削量与ns有关，ns越高，允许车削量越小， 比转数超过350的混流泵和所有的轴流泵不允许车削，否 则容积损失过大，很不经济。 2）叶轮车削是有限制:车削量过大，会造成水泵水力 效率、容积效率及机械效率较大幅度的下降。
比转数 许可最大车削量 效率下降值 60 20% 120 15% 200 11% 300 9% 350 7% 350以上 0
叶片角度增加，比较两三角形中的vu2，后者明显增 大，根据基本方程，可见H增加了，即在流量Q不变的情 况下扬程增加。所以H～Q曲线上移，而这时的效率变化 很小。
v 2 v2 w2 w2 vm2
u2
2
vu2 vu2
2
图 4-20 轴流泵的变角调节
（二）叶片角度调节的方式
1）半调节 2）全调节: 液压系统 机械调节
G O p1=pa
O
A
B
三、数解法
第三节
1、图解法 2、数解法
水泵串联运行
第四节
水泵在分支管路中运行
一、1台泵向不同的分支管路送水时的运行工况
H实高
HE
H实低
二、2台泵经两根管路向总管送水时的运行工况
H B A R M A B HA HA' HAC A HA
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3.一台水泵向两个不同高程的水池供水。
测压 管
F
G E
如果在等压点E点装一测压管，根据 测压管中水面高度可知系统存在3种供 水情况 ： （1）测压管水面高于F池的水面，水 泵向两水池供水； （2）测压管低于F池的水面，而高于G 池水面，F池和泵共同向G池供水 （3）测压管水面正好与F池水面平齐 时，水泵向G池 水泵运行工况的确定 1、装置需要扬程与管路特性曲线 2、水泵运行工况点的确定 4.2 水泵并联及串联运行工况 1、水泵并联运行工况 2、水泵串联运行工况 4.3 水泵工况调节 1、变速调节 2、变径调节 3、变角调节 4、节流调节 5、调节方法的比较
4.2 水泵并联及串联运行工况
n1
=
Q n2 Q
[例] 已知：集水井水面高度H0为0，各水池（塔）水面 至集水井水面的几何高度分别为H1 ,H2 … Hj，如图所示。 HA 由水泵性能曲线已知水泵虚 H2 扬程Hx 及虚阻耗Sx 。输水 干管的摩阻为S0，各分支管 的管长L1 , L2 … Lj，管径 H1 Q2 Hj D1 , D2 … Dj，管材已知即 常数C 。
（Q-H）Ⅰ QA Ⅱ QA Ⅰ QA O QA Q HST B HⅠ HⅡ C （Q-H）Ⅱ
总工况点：A点，QA=QB=QC HA=HB+HC 单泵工况点： Ⅰ B点 （QB ，HⅠ） Ⅱ C点 （QC ，HⅡ） 注：1）串联泵的流量应接近； 2）串联后边的水泵体强度要满足串联叠加的 水压。
并联：多台水泵联合运行，通过联络管共同向管网输水。 串联：如果第一台水泵的压水管作为第二台水泵的吸入 管，水由第一台水泵压入第二台水泵，水以同一流量依次通 过各水泵。 4.2.1 水泵的并联运行 并联运行的优点： 1）可以增加供水量，输水干管中的流量等于各台并联 水泵出水量之总和； 2）水泵并联运行提高了泵站供水的安全性和运行的经 济性，可以通过开停泵的台数来调节泵站的流量和扬程； 3）水泵并联输水提高了泵站调度的灵活性和供水的可 靠性。
第四章 水泵运行工况及工况调节
内容: 水泵装置的总扬程、运行工况及工况调节（调 速调节、变径调节、变角调节、闸阀节流调 节）、离心泵的并联及串联运行。 重点及难点：水泵运行工况及确定、离心泵的并联 及串联运行。 要求：要求学生熟练掌握运行工况是如何确定的、离 心泵并联运行的图解法。掌握装置总扬程、变 速运行、变径运行、节流调节。
H1
1
2
Ⅱ Ⅰ Q1
Ⅲ
O
Q1
Q2
Q3
Q
4.2.1 水泵并联运行工况 一、水泵并联运行,工况点的图解法
1.同型号、同水位对称布置的两台水泵并联运行。 （1）绘制两台水泵并联后扬程 (Q-H)1+2性能曲线
M
E
Q,
由于管道对称布置，则 ∑hDF=∑hEF，采用横 加法原理绘制两台水泵并联工作的总和 (Q-H)1+2曲 线，如图所示。
第一个问题较简单，不在详细的求解。下面我们主要介 绍第二个问题的求解方法： 步骤和方法如下： （1）绘制两泵特性曲线：(Q-H)Ⅰ、 Ⅱ ，并做出等值泵的 特性曲线(Q-H) ‘Ⅱ 。 （2）绘制 H=HST+SFG∑hFGQ2(曲线记为Q-∑h FG),并由 Q p找到并联等值泵工况点P (Q p, H p)。 （3）过p点作Q轴平行线交(Q-H)′Ⅱ于H，过H点作垂线 交(Q-H)Ⅰ,Ⅱ于J点,J(QⅡ, HⅡ)即为定速泵工况点。
(2)绘制需能曲线 H=HST+SDFQI2+SFGQ =HST+SDF(Q/2)2+SFGQ2 =HST+(1/4SDF+SFG)Q2
点绘 DFG 管（或EFG ）管道的特性曲线。
（3）求工况点 (Q-H)1+2与H=HsT+(1/4)SDF+SFG)Q2的交点E, 即为并 联工作的工况点,过E点作Q轴的平行线，与单泵性能曲线的 交点于R点，即为并联运行时水泵的工况点。 Q H P η 工况点E QE HE 2Pq rQEHE/2Pq 并联单泵 QR HR=HM Pq ηP 独立单泵 Qs(近似） Hs(近似） Ps（近似） ηs(近似） （4）分析 由图可知：1）QE<2Qs 2）Pq< Ps 多泵并联运行选泵时，配套电机额定功率应按独立单泵 轴功率选取。水泵独立工作时的流量大于并联工作时每一台 泵的出水量。
D
对于（1）种工况：
1)：绘制等值泵特性曲线 将（Q-H)曲线与(Q-∑hDE)曲线叠加得等值泵特性曲线(Q-H)′。 2)：绘制等值管道系统特性 将H=HST1+SEFQ2与 H=HST2+SEGQ2用叠加法得等 值管道系统特性（Q-∑h)EF+EG 。 H‘M 3)：工况点 (Q-H)′与（Q-∑h)EF+EG 的交点，M即为系统工况点。 水泵工况：Q=QM=QB+QC H=H‘M F池工况：QF=QC(进水） G池工况：QG=QB(进水）
（3）求工况点。(Q-H) ′Ⅰ+Ⅱ与Q-∑hFG交点M，即为所求同水位、不 同型号的两泵并联工作的工况点。M点的流量即为并联工作的两台水泵的 总出水量。
I
并联水泵机组的总轴功率P1+2及总效率η1+2分别
为：
P1+2 = P1 + P2
η1+2 =
管道布置是否对称的工程处理： （1）从工程实际看，只有两泵离汇流点的距离相差较 大，而又并联工作时，才作不对称处理。 （2）北方井群系统，从水泵工况来说：相当于几台水 泵在管道不对称的情况下并联工作，应作不对称处理。一 般来说是各井间的吸水动水位不同，可以选取一个共同的 基准面，在静扬程计算时，做相应的修正 。
4.2.1 水泵并联运行工况
H
水泵并联运行性能曲线的绘制 1）把并联的各台水泵的（Q-H） 曲线绘制在同一坐标图上。 2）不考虑与管路的联接、外部条件（即 不考虑管路上的水头损失），把对应于同 一H值的各个流量加起来，即采用等扬程下 流量叠加的方法（称横加法）。 如当水泵的扬程H=H1 时，流量： Q3=Q1+Q2 。 3
（4)调速泵工况点：QⅠ=Qp-QⅡ,在Q轴上取：QⅠ与过QⅠ 点作垂线与Hp线交于N,调速泵的扬程应为： HI=HN(即Hp)+SDFQ2I=HM 由此得到M点即调速泵工况(QI,HI)已求得。 （5）调速工况相似抛物线H=kQ2，kQ2曲线与(Q-H)I、II 曲线交于T，T为M点的工况相似点。
举例： 如图所示为五台泵并联工作的情况。
H 管道特性曲线 5 1 1台 2 2台 3 4
3台
4台
5台
O
Q1
100
Q2
190
Q3
251
Q4
284
Q5
300
Q
注意：在泵站设计中，如果所选水泵是以经常单独运行 为主的，并联工作时，要考虑到各单泵的流量会减少的，扬 程是会提高的。如果选泵时是着眼于各泵经常并联运行的， 各单泵单独运行时，相应的流量将会增大，轴功率也会增 大。 2.同水位管路非对称布置不同型号的两台水泵泵联运行 型号不同，两台水泵的特性曲线也不相同，管路中水 流的水力不对称，水头损失不相等。两台水泵并联工作时, 每台水泵工况点扬程也不相等。 步骤与方法： （1）绘制单泵的性能曲线，作出折引泵的性能曲线。等 扬程下绘制折引泵并联运行的总和（等值泵的）特性曲线 (Q-H) )′Ⅰ+Ⅱ。 （2）绘制需能Q-∑hFG曲线。
（1）水泵的工况点（Q，H）；
（2）各支管中流量Q1， Q2 … Qj
Q1
A S0 H0
Qj
4.2.2
水泵的串联运行
H （Q-H）管道 （Q-H）Ⅰ+Ⅱ A
n台水泵依次连接 ，第一台 泵的压力管作为第二台水泵的 吸水管，水由第一台泵压入第 二台泵，水以同一流量依次通 过各泵，称离心泵的串联运 行。 特点：各台水泵通过的 流 量相等，水流获得的能量为各 台水泵的能量之和。如图：
对于（2）种工况： 1）绘制泵与F池并联的等值特性曲线 绘制水泵的（Q－H）曲线及管道特性曲线Q－ ∑hDE， 得水泵的等值特性曲线（Q－H)’，绘制F池出流特性曲线 H=ZF-SEFQ2（即Q－∑hEF 曲线），采用横加法与（Q- H)’ 曲线进行叠加，得到F池与水泵并联后总的特性曲线 （Q－H)’’ ； 2） EG管道系统特性曲线可用H=ZG-SEGQ2 计算， 即Q－∑hEG 3）工况点：M为工况点： 水泵工况：Q=Qp , H=H’p F池工况： Q=Qk G池工况：Q=Qp+Qk=QM （进水）
H QH P (Q-H)‘ ZF ZG Q-HEF Q O D ∑h
k
P
’
M
（Q-H）总
F G E
K
Q
p
Q Q- ∑hDE
4.同型号的两泵并联运行，其中一定一调。
（1）已知定速泵转速n2，调速泵转速n1，求两泵并联运 行的出水量等参数。 （2）已知定速泵转速n2,用户需要的供水量为Qp，求调速 泵的转速。