液体输配管网水力特征与水力计算

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6.1.5 管网系统中泵、风机的联合运行
联合运行：两台或两台以上泵或风机在同一管路中工作。 联合方式：并联、串联两种情况 目 的：并联增加流量，串联增加压头。 1.泵或风机的并联工作 （l）泵、风机并联工作的特点 各台设备压头相同，而总流量等 于各台设备流量之和。 并联一般应用于以下情况： ① 流量大，大流量泵或风机制造困 难或造价太高； ② 流量变化大，开停台数调节； ③ 检修及事故备用。
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6.1.3 管网系统对泵、风机运行曲线的影响
泵、风机工作点不仅取决于泵、风机本身， 也与管网的连接和特性有关。 系统效应：指泵、风机进出口与管网系统连接 方式对泵、风机的性能特性产生的影响。
泵、风机的性能曲线，是标准实验状态下。 入口的连接方式不同，流向和速度分布与标 准实验不同 内部能量损失发生变化，泵、风机的性能下 降。
串联工作的特点 各台设备的流量相同 总压头为各台压头的和 串联用于以下情况： ① 高压泵或风机制造困难或造 价太高时； ② 改扩建时，管道阻力加大， 需要压头提高时。 两台相同的泵或风机串联工 作时，工况分析如图。
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喘振发生的条件： 出口接有管网，且具有一定压力 出口流量变小，达到不稳定区，管网压力大于泵出口压力
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4. 系统效应的影响

在实际中，入口损失很大，可高达45%，注意进入 口的合理设计
原因是进口连接 方式与实验状态 不同 泵、风机的进口 系统效性能损失 值需由实验确定
2
定义： 反映 管网压能与 阻力特点的 方程,称为管 网特性方程.
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1）广义的管网特性 H=Hst+SL2 适应于开式系统 2）狭义的管网特性 H=SL2 适应于闭式系统 网特性方程中压头与流量之间的特定关系，可 由管网水力特性曲线表示。 广义的管网水力特性曲线 狭义的管网水力特性曲线 讨论：1）闭式、开式是相对的 2）当重力作用不能忽略时，闭式管网 的特性也是广义的。
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系统效应曲线
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不同出口管道形式的系统效应曲线
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7.1.2泵、风机与管网系统匹配的工作状态点
1. 泵或风机的运行工况点 泵、风机与管网系统运行 的平衡点 泵、风机与管网系统的合 理匹配。流量和压力匹配 泵、风机在其特性曲线上 稳定工作的点称之为工况 点。
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第6章 泵、风机与管网系统的匹配
6.1 泵、风机在管网系统中的工作状态点
6.2 泵、风机的工况调节
6.3 泵、风机的安装位置
6.4 泵、风机的选用
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6.1 泵、风机在管网系统中的工作状态点
6.1.1 管网特性曲线 1 阻力特性 管道中流体的流到阻力与流量之间的关系：
△P=SL2
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（1）入口的系统效应 系统效应影响风机性能示意图。
圆形弯管
方形弯管
进口风箱
ห้องสมุดไป่ตู้
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泵、风机性能改变后的性能曲线可以称之为泵、 风机在管网中的实际运行曲线 当风机接有吸入管， 造成入口P降低，ρ减 小，作功能力下降， 引性能曲线发生变化。
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（2）出口系统效应的影响 效应管道长度，自风机出口截面不规则的速 度分布，到管道内气流速度规则分布的截面 之间管段长度 避免能量损失，不在此段安装管件或设备。 即在效应长度内断面的任何改变，均导致风 机性能的降低。
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6.1.2管网特性曲线的影响因素 管网是由许多管段、管件（包括三通、弯头、 阀门等）及某些设备组成的。 管网中在管径不变的某两截面之间的管路阻 力由下式定量计算：
其中：
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结论： 管网水力特性曲线的主要影响因素： S=f（l，di，k，Σζ，ρ） 当管网内达到某一流量值时，管网阻力的高低取决 于阻抗S的大小； 当管网的压头一定时，管网系统中流量的大小亦取 决于阻抗S的大小。 调整管路布置形式,改变某管路的长度和选择管径的 大小，能达到调整管网水力特性。 在管网的运行中，通过调节阀门的开度（即改变 Σζ值）也能达到改变管网水力特性的效果，以使 之适应用户对管网流量或压力分布的需要。
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（2）联合运行曲线绘制方法 a.在Q－H坐标系上绘各台泵、风机 的Q－H性能曲线； b. 在y轴上取不同 Hi，做水平线， 与各泵、风机性能曲线相交得到 QI，j，Q2,j，…Qi,j，…，Qn,j； c. 取 Q0,j＝ Q1,j＋ Q1,j＋…＋ Qn,j 按（Hj，Q0,j）在Q－H坐标系上 的点连线，得N台并联泵、风机的 联合运行曲线。 （3）两台相同的泵或风机的并联
S ——总阻抗，与管网几何尺寸、摩擦阻力系数，
流体密度有关 2 管网特性曲线 能量方程：
Pe ( P2
2 2 2
2
gZ2 ) ( P 1
112
2
gZ2 ) p
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Pe (P2 gZ2 ) (P 1 gZ2 ) p P st SL
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（4）多台相同泵或风机的并联 （5）不同性能的泵或风机并联
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讨论：
并联单台设备流量减少 管路特性曲线较陡，不宜采用并联工作 随并联台数增多，单台设备流量减少越多，并 联效果越差 两台性能不同的设备并联，压头小的设备输出 流量小
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2．泵或风机的串联工作
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2. 泵、风机的稳定工作区和非稳定工作区 稳定工作区，P-Q曲 线是平缓的 非稳定工作区，P-Q 曲线是驼峰形的，E 点不稳定，D点稳定 驼峰形P-Q曲线应使 工作点在下降段
非稳 定工 作区
稳定工作区
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3.喘振及其防止方法 定义 在非稳定工作区运行时，离心泵、风机出现一会输 出流体，一会流体倒流的现象，称为“喘振” 。 危害 喘振发生，设备运行声音发生突变，Q、P急剧波动， 发生强烈振动。不及时停机或消除，将会造成机器 严重破坏。 喘振的防治方法 ①应尽量避免设备在非稳定区工作； ②采用旁通或放空法； ③增速节流法。