水泵及水泵站学习教案.pptx

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1、会计学1水泵水泵(shubng)及水泵及水泵(shubng)站站第一页，共192页。2叶片叶片(ypin)式水泵式水泵n n依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的转换依靠叶轮的高速旋转以完成其能量的转换(zhunhun)(zhunhun)n n叶轮中叶片形状不同，旋转时水流受到的质量力不同，水流流出叶轮时的方向不叶轮中叶片形状不同，旋转时水流受到的质量力不同，水流流出叶轮时的方向不同同n n根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流根据叶轮出水的水流方向可将叶片式水泵分为径向流、轴向流和斜向流3 3种。即叶种。即叶片式水泵可分为离心泵、混流泵、轴流泵三类片式水泵可分为离心泵、混流

2、泵、轴流泵三类n n离心泵离心泵离心力作用，沿叶轮径向出水离心力作用，沿叶轮径向出水n n混流泵混流泵离心力、轴向升力共同作用，斜向出水离心力、轴向升力共同作用，斜向出水n n轴流泵轴流泵轴向升力作用，沿叶轮轴向出水轴向升力作用，沿叶轮轴向出水第2页/共192页第二页，共192页。3 离心泵工作离心泵工作(gngzu)(gngzu)原理原理n n教材n n叶轮高速旋转，液体受离心力作用，周边压力出水，中心(zhngxn)负压吸水n n叶轮的转动机械能液体的能量（位能+压能+动能）第3页/共192页第三页，共192页。4灌水的作用灌水的作用(zuyng)(zuyng)n n离心泵在启动之前，应先

3、用水灌满泵壳和吸水管道(gundo)，因为:n n 泵壳内液体离心力的大小与泵壳内液体的容重成正比：第4页/共192页第四页，共192页。5n n J J转动转动(zhun dng)(zhun dng)叶轮中单位体积液体的离心力叶轮中单位体积液体的离心力(kN)(kN)n nWW液体体积，液体体积，W=1(m3)W=1(m3)n n液体容重液体容重(kN/m3)(kN/m3)n n r r叶轮半径叶轮半径(m)(m)n n角速度角速度(s-1)(s-1)n n 水约是水约是 空气的空气的800800倍，倍，J J水也是水也是J J空气的空气的800800倍，在叶倍，在叶轮进口形成的真空也是轮进

4、口形成的真空也是800800倍：倍：n n J J水约形成水约形成600mmHg600mmHg的真空的真空 n n 而而J J空气只形成空气只形成0.75mmHg0.75mmHg的真空的真空n n离心泵在启动之前，应先灌泵离心泵在启动之前，应先灌泵第5页/共192页第五页，共192页。6叶片泵的性能参数（共叶片泵的性能参数（共6个）个）1.1.流量流量(liling)(liling)（出水量）（出水量）Q(L/sQ(L/s或或m3/h)m3/h)2.2.扬程（总扬程）扬程（总扬程）H(m)H(m)3.3.液体经过水泵所获得的能量，即液体经过水泵所获得的能量，即4.4.H=H=E=E2E=E2E

5、1 E1（液体比能的增值）（液体比能的增值）5.5.E1 E1、E2 E2水泵进口、出口处液体的比能水泵进口、出口处液体的比能6.6.EE单单位位重重量量液液体体所所具具有有的的位位能能、压压能能、动动能能之和之和第6页/共192页第六页，共192页。7扬程扬程(yngchng)的常用单位换的常用单位换算算第7页/共192页第七页，共192页。8HSTHsdHss水泵运行水泵运行(ynxng)(ynxng)时时扬程的计算扬程的计算n n水泵进口处装有真空表，读数水泵进口处装有真空表，读数HvHvn n出口处装有压力表，读数出口处装有压力表，读数HdHdn n水泵的扬程可近似水泵的扬程可近似(j

6、n s)(jn s)表示为：表示为：n n H Hd+Hv H Hd+Hvn n精确计算水泵运行时扬程的方法：精确计算水泵运行时扬程的方法：n nZZ水泵出口压力表所在位置与水泵进口真空表接点的水泵出口压力表所在位置与水泵进口真空表接点的标高差标高差第8页/共192页第八页，共192页。9ZZ水泵出口压力表所在位置与水泵进口真空表接点(ji din)的标高差第9页/共192页第九页，共192页。10题题9n n在 实 际 工 程 应 用 中，对 于 正 在 运 行(ynxng)的水泵，水泵装置总扬程可以通过以下公式进行估算：H=（D ）。n n (A)Hss+Hsdn n (B)Hs+Hsvn

7、 n (C)HST+Hsvn n (D)Hd+Hv明确(mngqu)各符号的含义第10页/共192页第十页，共192页。11选泵时水泵选泵时水泵(shubng)扬程计算扬程计算n n能量守恒：n n液体的能量来源剩余能量过程中的能量消耗n n得水泵(shubng)装置的总扬程需满足：HSTHsdHss第11页/共192页第十一页，共192页。12HSTHsdHssn nHH水泵装置的总扬程（水泵装置的总扬程（m m），包括两部分：），包括两部分：n nHST HST 水水泵泵装装置置的的静静扬扬程程，即即从从水水泵泵吸吸水水井井的的设设计计水水面面到到出出水水池池最最高高水水位位之之间间的的测

8、测压压管管高高差差(o ch)o ch)（m m）(从吸水起点到送水终点从吸水起点到送水终点)n n HST=Hss+Hsd HST=Hss+Hsd n n Hss Hss 吸吸水水地地形形高高度度或或吸吸水水扬扬程程，在在泵泵站站设设计计中中又又称称水水泵泵的的安安装装高高度度，吸吸水水池池测测压压管管液液面到泵轴的高差面到泵轴的高差(o ch)o ch)n n Hsd Hsd 压压水水地地形形高高度度或或压压水水扬扬程程，泵泵轴轴到出水池测压管液面的高差到出水池测压管液面的高差(o ch)o ch)第12页/共192页第十二页，共192页。13静扬程静扬程(yngchng)HSTn n从水

9、泵吸水井的设计水面到出水池最高水位之间的测压管高差n n封闭式水池要转化成敞开式（接测压管）进行(jnxng)计算n nHST 0；HST 0；HST 0第13页/共192页第十三页，共192页。142.2.hh水泵水泵(shu(shu bng)bng)装置管路中水头损失的总和装置管路中水头损失的总和(m)(m)3.3.(从吸水起点到送水终点从吸水起点到送水终点)4.4.h=hs+hd h=hs+hd5.5.hs hs 吸水管路总水头损失吸水管路总水头损失6.6.（吸吸水水喇喇叭叭口口到到水水泵泵(shu(shu bng)bng)进进口口的的沿沿程程+局局部部水水头头损损失）失）7.7.（逐一

10、计算）（逐一计算）8.8.hd hd 压水管路总水头损失压水管路总水头损失9.9.（水泵（水泵(shu(shu bng)bng)出口到出水池的沿程出口到出水池的沿程+局部水头损失）局部水头损失）10.10.（压水管路局部损失按沿程损失的百分数计）（压水管路局部损失按沿程损失的百分数计）第14页/共192页第十四页，共192页。15题题8n n水泵装置总扬程包括两部分：将水由吸水井提升到出水池（或水塔）所需的(C )和消耗在管路中的水头(shutu)损失。n n (A)总扬程n n (B)吸水扬程n n (C)静扬程n n (D)压水扬程 基本概念的区分(qfn)第15页/共192页第十五页，共

11、192页。16第16页/共192页第十六页，共192页。17叶片泵的性能参数叶片泵的性能参数3.轴 功 率 N或 (kW)输 入 水 泵(shubng)的功率第17页/共192页第十七页，共192页。18叶片泵的性能参数叶片泵的性能参数效率效率(%)(%)：有有效效(y(y uxio)uxio)功功率率Nu Nu(kW)(kW)单单位位时时间间内内流流过过水水泵泵的的液液体从水泵得到的能量体从水泵得到的能量Nu=QHNu=QH（水泵输出功率）（水泵输出功率）轴功率轴功率NN中：中：1 1）N=Nu N=Nu 输出到液体输出到液体 2 2）(1-)N(1-)N损失在水泵内部损失在水泵内部 反映水

12、泵性能及动力的利用程度反映水泵性能及动力的利用程度第18页/共192页第十八页，共192页。19（水泵、电机(dinj)、传动装置的效率分别为、）电机传动水泵Q、H 第19页/共192页第十九页，共192页。20泵站电耗计算泵站电耗计算(j sun)n n选泵及运行时，降低水泵的实际(shj)扬程，使接近管道系统所需的扬程；提高水泵及电机的效率，可降低电耗n n注意各符号的单位，如送水时：第20页/共192页第二十页，共192页。21例例n n某水泵机组流量为某水泵机组流量为10000m3/d10000m3/d，扬程为，扬程为29m29m，转速为，转速为1450r/min1450r/min，效

13、率为，效率为78%78%，电费为，电费为0.580.58元元/，则其每日的耗电费用为（）元。，则其每日的耗电费用为（）元。n n（按全天（按全天(qun tin)(qun tin)均匀供水、电机效率和传动装置效率为均匀供水、电机效率和传动装置效率为1 1考虑）考虑）第21页/共192页第二十一页，共192页。22例例n n某泵站总供水量为某泵站总供水量为3150m3/d3150m3/d，水泵，水泵(shu(shu bng)bng)分分2 2级级工作，工作，520520时的时的1515小时内，供水量为小时内，供水量为150m3/h150m3/h，扬程，扬程为为40m40m，水泵，水泵(shu(s

14、hu bng)bng)效率为效率为80%80%；205205时的时的9 9小时小时内，供水量为内，供水量为100m3/h 100m3/h，扬程为，扬程为30m30m，水泵，水泵(shu(shu bng)bng)效率为效率为70%70%。1 1天的耗电量为（天的耗电量为（）。）。tQ024205100150第22页/共192页第二十二页，共192页。23叶片泵的性能参数叶片泵的性能参数转速n(r/min或rpm)有额定转速与实际转速之分 允许吸上真空(zhnkng)高度Hs（或气蚀余量Hsv）(m)反映水泵吸水性能第23页/共192页第二十三页，共192页。24Hsn n离心泵的允许吸上真空高度

15、(Hs)，是指水泵在标准状况下（即水温为20，表面压力为一 个 标 准 大 气 压）运 转(ynzhun)时，水泵所允许的最大的吸上真空高度，它反应离心泵的吸水性能n n离心泵的允许吸上真空高度(Hs)，即水泵进口真空表的最大读数n nHs较大的泵吸水性能较好第24页/共192页第二十四页，共192页。25NPSH（）（）n n叶叶片片泵泵的的气气蚀蚀余余量量NPSH(Hsv)NPSH(Hsv)是是指指水水泵泵进进口口处处单单位位重重量量液液体体所所具具有有(jy(jy u)u)的的超超过过饱饱和和蒸蒸气气压压力力（或或汽汽化化压力）的富裕能量压力）的富裕能量n n目前叶片泵的吸水性能较多地使

16、用目前叶片泵的吸水性能较多地使用NPSH NPSH 描述描述n n样本中为标况下的值，为必需样本中为标况下的值，为必需 NPSH NPSHn n实际运行时此能量差值为实际实际运行时此能量差值为实际NPSHNPSHn n必需必需NPSHNPSH较小者吸水性能较好较小者吸水性能较好n n运行中应使实际运行中应使实际NPSHNPSH必需必需 NPSH NPSH第25页/共192页第二十五页，共192页。26 离心泵基本离心泵基本(jbn)(jbn)方方程式程式n n复合运动：静坐标系泵壳n n 动坐标系作圆周运动的叶轮n n液体的速度：矢量合速度绝对速度Cn n绝对速度C包括(boku)：牵连速度u

17、n n 相对速度W液体在叶轮(yln)内的流动分析两个分速度第26页/共192页第二十六页，共192页。27速度速度(sd)三角形三角形n n叶轮出口速度合成叶轮出口速度合成n n绝对速度绝对速度C2C2的分解的分解(fnji)(fnji)：切向分速度：切向分速度C2uC2un n 径向分速度径向分速度C2r C2r n n2 2 叶轮出口处牵连速度的反向延长线与相对速度的夹角叶轮出口处牵连速度的反向延长线与相对速度的夹角u2C2W2222C2rC2u第27页/共192页第二十七页，共192页。28水泵水泵(shubng)(shubng)的出水角的出水角22n n2出水(ch shu)角n n

18、依据2的大小可将叶片分为后弯式、径向式、前弯式后弯式前弯式径向式第28页/共192页第二十八页，共192页。29离心泵基本离心泵基本(jbn)(jbn)方程式（叶方程式（叶片泵均适用）片泵均适用）n n三个假设条件：液流为恒定流、均匀流、理想液体三个假设条件：液流为恒定流、均匀流、理想液体n n由动量矩定理推得，基本由动量矩定理推得，基本(jbn)(jbn)方程式方程式n n n n HT HT理论扬程理论扬程n n u1 u1、u2u2叶轮进、出口的牵连速度叶轮进、出口的牵连速度n n C1u C1u、C2u C2u 叶轮进、出口绝对速度的切向分速度叶轮进、出口绝对速度的切向分速度第29页/

19、共192页第二十九页，共192页。30n n一般水泵的一般水泵的11为为9090，C1u=0C1u=0，n n n n 由式可知，由式可知，22越小，水泵的理论扬程越大。实际应用中，越小，水泵的理论扬程越大。实际应用中，水泵厂一般选用水泵厂一般选用22（6 615 15）左右。）左右。n n水泵叶轮叶片水泵叶轮叶片(ypin)(ypin)出水角的大小反映了叶片出水角的大小反映了叶片(ypin)(ypin)的弯度，是构成叶片的弯度，是构成叶片(ypin)(ypin)形状和叶轮性能的一个重要形状和叶轮性能的一个重要数据。一般离心泵中常用的出水角数据。一般离心泵中常用的出水角22值在（值在（20 2

20、030 30）之）之间。间。u2C2W22C2rC2u2第30页/共192页第三十页，共192页。31n nu2=nD2/60，C2u也随u2的增大而增大n n转速越高、叶轮外径越大，则扬程(yngchng)越大(高速泵、大泵)n n降低转速、切削叶轮，可以使水泵扬程(yngchng)降低n n （调速运行、换轮运行）n n理论扬程(yngchng)与容重无关 u2C2W22C2rC2u2第31页/共192页第三十一页，共192页。32n n水泵的扬程有两部分组成(z chn)，即HT=H1+H2n n H1势扬程n n H2动扬程n n H2越小，内部损失越小，水泵效率越高第32页/共192

21、页第三十二页，共192页。33HT=H1+H2n n水泵实际(shj)应用中，因为（动能转化为压能过程中伴随有能量损失 ），所以动扬程H2在水泵总扬程中所占的百分比越小，水泵效率越高。n n蜗壳的过水断面是（逐渐扩大的 ）的，因此它能把液体的部分速度水头转化为压强水头，目的在于减小动扬程提高水泵效率。第33页/共192页第三十三页，共192页。34HT的修正的修正(xizhng)n n恒定流基本满足n n理想叶轮均匀(jnyn)流假设与水流的反旋现象修正：n n 实际叶轮的理论扬程n n理想液体假设与实际液体修正：n n 抽升实际液体的扬程n n h水力效率第34页/共192页第三十四页，共1

22、92页。35题题2n n叶轮内液体(yt)的运动是一种复合圆周运动，液体(yt)质点的速度是（B ）的合成。n n (A)相对速度和绝对速度n n (B)相对速度和牵连速度n n (C)绝对速度和牵连速度n n (D)圆周运动速度和牵连速度 第35页/共192页第三十五页，共192页。36题题4n n速度三角形中速度C2u表示叶轮出口液体质点(zhdin)速度的(B )。n n (A)径向分速度n n (B)切向分速度n n (C)相对速度n n (D)圆周运动速度 第36页/共192页第三十六页，共192页。37n n水流通过水泵(shubng)时，比能增值HT与圆周速度u2有关，即HT与n

23、、D2有关。提高转速n和(加大叶轮直径D2 )可以提高水泵(shubng)扬程。n n u2=nD2/60n n 题题6第37页/共192页第三十七页，共192页。38题题7n n叶片泵基本方程与容重无关，适用于各种理想液体(yt)，即对于仅容重不同而其它性质都相同的两种理想液体(yt)，水泵的（A ）。n n (A)理论扬程相同 以m为单位n n (B)理论扬程不同n n (C)轴功率相同n n (D)实际扬程相同 第38页/共192页第三十八页，共192页。39水泵水泵(shubng)性能曲线性能曲线n n定义水泵的特性曲线是在水泵的(转速 )一定的情况下，其他各参数随流量变化(binhu

24、)而变化(binhu)的曲线。n n6个性能参数，4条性能曲线n n 第39页/共192页第三十九页，共192页。40水泵性能水泵性能(xngnng)曲线（实测）曲线（实测）第40页/共192页第四十页，共192页。41Q-H 特性特性(txng)曲线曲线n n曲线的特点：下降的、高效区内近似于抛物线曲线的特点：下降的、高效区内近似于抛物线n n拟和方程拟和方程用高效段的拟和方程代替整个曲线的方程：用高效段的拟和方程代替整个曲线的方程：n n H H水泵在对应流量水泵在对应流量(liling)(liling)下能提供的实际扬下能提供的实际扬程程n n Hx Hx流量流量(liling)(lil

25、ing)为为QQ时泵体内的虚水头损失时泵体内的虚水头损失n n Sx Sx泵体内的虚阻耗系数泵体内的虚阻耗系数n n高效段的意义：选泵时、运行时尽量使高效段的意义：选泵时、运行时尽量使QQ、HH在高效段内在高效段内n n流量流量(liling)(liling)低于高效区下限，可安全运行，但效率低于高效区下限，可安全运行，但效率低低n n流量流量(liling)(liling)高于高效区上限，效率低且不安全：电高于高效区上限，效率低且不安全：电机、水泵机、水泵QH第41页/共192页第四十一页，共192页。42Q-H 特性特性(txng)曲线曲线n n曲线的含义：不同(b tn)流量下，水泵所能

26、提供的扬程QH第42页/共192页第四十二页，共192页。43Q-N 特性特性(txng)曲线曲线n n曲线的特点及应用：n n1.随流量增加而上升，Q=0时，N最小n n 离心泵要“闭闸启动”n n2.Q=0时，N0n n 闭闸时间(shjin)不宜过长QN第43页/共192页第四十三页，共192页。44配套配套(pi to)电机电机1.1.电机功率电机功率NpNp2.2.Np Np应选电机的配套应选电机的配套(pi to)(pi to)功率功率3.3.N N水泵运行中可能出现的最大轴功率水泵运行中可能出现的最大轴功率4.4.传动装置的效率传动装置的效率5.5.k k安全系数安全系数6.6.

27、电机转速：低于水泵额定转速，不威胁运行安全；电机转速：低于水泵额定转速，不威胁运行安全；7.7.高于水泵额定转速，不能超过高于水泵额定转速，不能超过4 4第44页/共192页第四十四页，共192页。45n n运行中最大轴功率通常用高效区上限流量对应值n n要求运行时水泵的最大流量不要超过高效区上限对应值，超过则：n n效率低，不经济n n电机超载，不安全(nqun)n n吸水性能降低，容易发生气蚀第45页/共192页第四十五页，共192页。46题题13 离心泵电机启动时要求轻载启动，所以启动前应处于(chy)（B ）的状态。(A)出水阀门全开 (B)出水阀门全闭 (C)吸水阀门全闭 (D)各阀

28、门任意 第46页/共192页第四十六页，共192页。47题题12n n离心泵采用闭闸启动是因为出水量为零时水泵的轴功率为额定功率的(3040%)，符合电机轻载启动的要求。n n电动机的启动电流会在启动瞬间增加(zngji)至正常值的（35 ）倍，若开闸启动容易使电动机过载，甚至烧毁。第47页/共192页第四十七页，共192页。48题题14n n从离心泵QN曲线上可看出(kn ch)，在Q=0时，N0，因为N=N水+N机损，N水=Nu=0，而N机损0，这部分功率将消耗在水泵的机械损失中，变为(热能 )而消耗掉，其结果将使泵壳内水温上升，泵壳、轴承会发热，严重时会导致泵壳变形。所以，启动后闸门不能

29、关太久。第48页/共192页第四十八页，共192页。49题题10n n每台水泵(shubng)都有其特定的特性曲线，水泵(shubng)特性曲线反映了该水泵(shubng)本身的（A）。n n (A)潜在工作能力n n (B)基本构造n n (C)基本特点n n (D)基本工作原理 第49页/共192页第四十九页，共192页。50Q 特性特性(txng)曲线曲线n n曲线的特点：n n有极大值，运行流量(liling)偏离额定流量(liling)则效率下降n n过原点，即Q0时，0Q第50页/共192页第五十页，共192页。51高效高效(o xio)点：题点：题17n n水泵的泵壳铭牌(mng

30、pi)上简明列出了水泵在设计转速下运转且（D ）时的流量、扬程、轴功率及允许吸上真空高度或气蚀余量值。n n (A)转速为最高n n (B)流量为最大n n (C)扬程为最高n n (D)效率为最高 第51页/共192页第五十一页，共192页。52 管道管道(gundo)(gundo)系统特性曲线系统特性曲线n n含义：不同(b tn)流量下，管道系统所需要的扬程n n曲线形状：上升的抛物线，截距为静扬程HSTQHHST0Q-h第52页/共192页第五十二页，共192页。53管道系统特性管道系统特性(txng)(txng)曲线曲线 n n曲线方程式：由曲线方程式：由 n n 得得n nH H

31、水泵装置的总扬程（水泵装置的总扬程（mm）n nHSTHST水水泵泵装装置置的的静静扬扬程程，即即从从水水泵泵吸吸水水井井的的设设计计水水面面到到出出水水池池最最高高水水位位之之间间的的测测压压管管高高差差(o o ch)ch)（mm）(从从起起点到终点点到终点)n nHST=Hss+HsdHST=Hss+Hsdn nhh水泵装置管路中水头损失总和水泵装置管路中水头损失总和(m)(m)(从起点到终点从起点到终点)n nS S 管道系统的总摩阻系数（管道系统的总摩阻系数（s2/m5s2/m5）n nQ Q 某时刻水泵的出水量（某时刻水泵的出水量（m3/sm3/s）第53页/共192页第五十三页，

32、共192页。54管道系统(xtng)特性曲线Q与H之间的关系水头损失(snsh)特性曲线Q与h之间的关系第54页/共192页第五十四页，共192页。55题题18n n反映(fnyng)流量与管道系统所需能量之间关系的曲线方程，称为(C )方程。n n (A)流量与水头损失n n (B)阻力系数与流量n n (C)管道系统特性曲线n n (D)流量与管道局部阻力 第55页/共192页第五十五页，共192页。56例例n n管路(un l)特性曲线是根据(D )方程画出的。n n (A)SQn n (B)Hs Qn n (C)hSQ2 水头损失特性曲线n n (D)H=HST+SQ2 管路(un l

33、)系统特性曲线第56页/共192页第五十六页，共192页。57工况点工况点n n系统工作时，实际工作状况在曲线上的对应点n n实际出水量、实际扬程n n反映工作过程中的稳定运行状况n n是供、需能量平衡的点n n水泵提供(tgng)能量曲线与管路需要能量曲线的交点第57页/共192页第五十七页，共192页。58工况点工况点n n离心泵装置的工况就是工作装置的状况。工况点就是水泵装置在(B )瞬时(shn sh)的流量、扬程、轴功率、效率以及允许吸上真空度等。n n (A)出厂销售时n n (B)实际运行时n n (C)启动时n n (D)水泵设计时 第58页/共192页第五十八页，共192页。

34、59水箱水箱(shuxing)出流工况点出流工况点 K1Q1H1第59页/共192页第五十九页，共192页。60定速运行定速运行(ynxng)工况工况 1.图解法求离心泵装置(zhungzh)的工况点 1第60页/共192页第六十页，共192页。61n n图解法有图解法有2 2种种n n 1)1)绘制水泵性能曲线与管道系统特性绘制水泵性能曲线与管道系统特性(txng)(txng)曲线，两曲曲线，两曲线的交点，即为离心泵装置的工况点线的交点，即为离心泵装置的工况点n n 此时此时MM点就是水泵供水的总能量与管道所要求的总能量点就是水泵供水的总能量与管道所要求的总能量相等的那个点，称为水泵装置的（

35、相等的那个点，称为水泵装置的（平衡工况点平衡工况点 ），水泵装），水泵装置将稳定在这一点工作，其出水量就为置将稳定在这一点工作，其出水量就为QMQM，扬程为，扬程为HMHMn n 2)2)折引特性折引特性(txng)(txng)曲线法：在水泵特性曲线法：在水泵特性(txng)(txng)曲线上曲线上对应流量下折减水头损失，用来表示克服管道阻力之后所能对应流量下折减水头损失，用来表示克服管道阻力之后所能提供的能量，该曲线与静扬程水平线的交点所对应的流量为提供的能量，该曲线与静扬程水平线的交点所对应的流量为工况点流量，交点的扬程加水头损失为工况点扬程工况点流量，交点的扬程加水头损失为工况点扬程第6

36、1页/共192页第六十一页，共192页。622.数解法求离心泵装置的工况点 水泵特性曲线的方程式：管道(gundo)系统特性曲线的方程式：算出公共解，即为工况点的流量和扬程(式4-10)第62页/共192页第六十二页，共192页。63数解法数解法(ji f)求工况点：例求工况点：例n n某泵性能为某泵性能为Q=100200L/sQ=100200L/s，H=5650mH=5650m，管路系统特性，管路系统特性(txng)(txng)曲线方程式为曲线方程式为H=10+2.5H=10+2.5 10-4Q210-4Q2（H H以以m m计，计，Q Q以以L/sL/s计），则该泵运行时工况点流量为（计）

37、，则该泵运行时工况点流量为（）L/sL/s。n n设水泵特性设水泵特性(txng)(txng)曲线方程为曲线方程为与管路(un l)特性曲线联立，得将高效区数值带入，得第63页/共192页第六十三页，共192页。64工况点的改变工况点的改变(gibin)1n nHST变化：n n 出水池水位升高n n 吸水池水位降低n n如果在水泵(shubng)供水系统中，管道系统不变时，工况点发生变化的主要因素是（静扬程变化）。HST增大(zn d)，工况点左移，出水量减小，出水压力升高ABHQHSTQHQhHST第64页/共192页第六十四页，共192页。65极限极限(jxin)(jxin)工况点工况点

38、n n从图解法求得的离心泵装置的工况点来看，如果水泵(shubng)装置在运行中，管道上所有闸门全开，那么，水泵(shubng)的特性曲线与管路的特性曲线相交的点M就称为该装置的（极限工况点）第65页/共192页第六十五页，共192页。66工况点的改变工况点的改变(gibin)2：题：题23n n节节流流调调节节：离离心心泵泵装装置置最最常常见见的的调调节节是是用用闸闸阀阀来来调调节节，也也就就是是通通过过改改变变(g(g ibin)ibin)水水泵泵出出水水阀阀门门的的开开启启度度进进行行调调节节。关关小小阀阀门门，管管道道局局部部阻阻力力值值加加大大，(A )(A )，出水量逐渐减小。，出

39、水量逐渐减小。n n (A)(A)管道特性曲线变陡管道特性曲线变陡n n (B)(B)水泵特性曲线变陡水泵特性曲线变陡n n (C)(C)相似抛物线变陡相似抛物线变陡n n (D)(D)效率曲线变陡效率曲线变陡 ABHQHSTQHQh第66页/共192页第六十六页，共192页。67例例n n节流调节的调节范围如果闸阀全关，节流调节的调节范围如果闸阀全关，S S值相当于无限大，此时管路特性曲线与值相当于无限大，此时管路特性曲线与HH坐标重坐标重合，也就是说利用闸阀的开启度，可使水泵的工况点在（合，也就是说利用闸阀的开启度，可使水泵的工况点在（零到极限工况点零到极限工况点 ）之间变）之间变化。化。

40、n n离心泵装置可以用阀门来调节，但要注意，关小闸阀增加离心泵装置可以用阀门来调节，但要注意，关小闸阀增加(zngji)(zngji)的扬程都消耗在（的扬程都消耗在（管路管路 ）上了，只是增加）上了，只是增加(zngji)(zngji)了损失，静扬程不能增加了损失，静扬程不能增加(zngji)(zngji)，因此在泵站设，因此在泵站设计时为避免能量浪费应尽量不采用这种调节方式。计时为避免能量浪费应尽量不采用这种调节方式。第67页/共192页第六十七页，共192页。68题题：在在泵泵站站的的运运行行管管理理中中，水水泵泵工工况况点点的的调调节节通通常常是是指指 ，以使水泵在高效区内运行。以使水泵

41、在高效区内运行。A A手动调节出水阀门的开启度手动调节出水阀门的开启度B B水泵自动改变自身出水流量水泵自动改变自身出水流量C C通过自动控制系统改变水泵的工作参数通过自动控制系统改变水泵的工作参数DD人为对工况点进行改变和控制人为对工况点进行改变和控制对对工工况况点点的的调调节节，是是指指为为使使水水泵泵在在高高效效段段区区内内运运行行，而而人人为为采采取取(c(c iq iq)的的对对工工况况点点进进行行改改变变和和控控制制的的措措施施，如如调调节节转转速速、改变叶片安装角、切削叶轮、改变阀门开启度等。改变叶片安装角、切削叶轮、改变阀门开启度等。第68页/共192页第六十八页，共192页。

42、69调速运行调速运行(ynxng)n n调速依据比例律n n比例律为=1时的叶轮相似(xin s)定律第69页/共192页第六十九页，共192页。70叶轮相似叶轮相似叶轮相似叶轮相似(xin(xin s)s)定律定律定律定律n n叶轮相似条件n n 1.几何相似条件n n 两叶轮主要过流部分一切相对应的尺寸成一定比例，所有(suyu)的对应角相等。第70页/共192页第七十页，共192页。71 2.运动相似条件 两叶轮对应点上水流的同名速度(sd)方向一致，大小互成比例。u2u2mC2mC2W2W2m第71页/共192页第七十一页，共192页。72n n两叶轮既满足几何相似条件(tiojin)

43、，又满足运动相似条件(tiojin)，则两叶轮的工况相似，对应点符合叶轮相似定律：第一(dy)相似定律第二(d r)相似定律第三相似定律第72页/共192页第七十二页，共192页。73n n叶轮相似定律(dngl)也可写作：第一(dy)相似定律第二相似(xin s)定律第三相似定律第73页/共192页第七十三页，共192页。74题题27n n在在产产品品(ch(ch npnp n)n)试试验验中中，一一台台模模型型离离心心泵泵尺尺寸寸为为实实际际泵泵的的1/41/4，在在转转速速n=730r/minn=730r/min时时进进行行试试验验，此此时时量量出出模模型型泵泵的的设设计计工工况况出出水

44、水量量Q0=11L/sQ0=11L/s，扬扬程程H0=0.8mH0=0.8m。如如果果模模型型泵泵与与实实际际泵泵的的效效率率相相等等，则则实实际际水水泵泵在在n=960r/minn=960r/min时时的的设设计计工工况况流流量量和和扬程为（扬程为（Q=925L/s Q=925L/s，H=22.1m H=22.1m）。）。n n应用叶轮相似定律：应用叶轮相似定律：第74页/共192页第七十四页，共192页。75比例比例(bl)律律n n为=1时的叶轮相似定律n n若水泵在转速n1和n2时相似工况点的流量(liling)、扬程、轴功率分别为Q1和Q2、H1和H2、N1和N2，则对应工况点间第7

45、5页/共192页第七十五页，共192页。76离心泵装置离心泵装置(zhungzh)(zhungzh)调速运调速运行行n n比例律的主要应用：已知比例律的主要应用：已知水泵水泵(shu(shu bng)bng)在某转速在某转速时的水泵时的水泵(shu(shu bng)bng)特性特性曲线曲线QQHH，若所需的工况，若所需的工况点并不在该特性曲线上，点并不在该特性曲线上，而在管道系统特性曲线上而在管道系统特性曲线上的较小流量点的较小流量点B B处，需利用处，需利用比例律确定调整后的转速比例律确定调整后的转速n n工况相似的点均在相似工工况相似的点均在相似工况抛物线（等效率曲线）况抛物线（等效率曲线

46、）上：上：H=kQ 2H=kQ 2ABHQHSTQHQhQBQH第76页/共192页第七十六页，共192页。77相似相似(xin s)工况点的特性工况点的特性n n工况相似的点都在一条工况相似的点都在一条(y tio)(y tio)相似工况抛物线上相似工况抛物线上n n H HkQ2kQ2n n因为，由比例律可得因为，由比例律可得n n所有工况相似的点的效率相等，所以所有工况相似的点的效率相等，所以n n H HkQ2kQ2，也称为等效率曲线（相似工况抛物线），也称为等效率曲线（相似工况抛物线）第77页/共192页第七十七页，共192页。78n nB和C为相似(xin s)工况点，符合比例律A

47、CBHQHSTQHQhH=kQ2第78页/共192页第七十八页，共192页。79离心泵的通用性能离心泵的通用性能(xngnng)曲线曲线QH1n6n2n3n4n5n12123344第79页/共192页第七十九页，共192页。80题题33n n已已 知知：某某 离离 心心 泵泵 n1=960r/minn1=960r/min时时(Q(Q H H)l)l曲曲 线线 上上 工工 况况 点点 为为A1(Q1=42L/sA1(Q1=42L/s、H1=38.2m)H1=38.2m)，转转速速由由nl nl调调整整(tiozhng)(tiozhng)到到n2n2后后，对对应应的的相相似似工工况况点点为为A2(

48、Q2=31.5L/s A2(Q2=31.5L/s、H2=21.5m)H2=21.5m)，则则n2=n2=（）r/minr/min。n n由比例律第一定律或第二定律：由比例律第一定律或第二定律：n n 第80页/共192页第八十页，共192页。81题题34n n已已 知知：某某 离离 心心 泵泵 n1=950r/minn1=950r/min时时(Q(Q H)lH)l曲曲 线线 上上 工工 况况 点点 A A(QA=42L/s(QA=42L/s、HA=38.2m)HA=38.2m)，转转速速(zhun(zhun s)s)调调整整后后，n2=720r/minn2=720r/min，保保持持静静扬扬程

49、程不不变变，工工况况点点B B的的QBQB比比A A点点流流量量下下降降33.3%33.3%，扬扬程程为为HB=23.1mHB=23.1m，则则B B点点在在曲曲线线(Q(QH)lH)l上上的的相相似似工工况况点点为为C C点点(QC=(QC=37L/s 37L/s、HC=40m)HC=40m)。n nB B和和C C符合比例律（注意：不能在符合比例律（注意：不能在B B和和A A间用比例律）间用比例律）第81页/共192页第八十一页，共192页。82n nB和C为相似工况点，符合比例(bl)律n n不能对B和A 应用比例(bl)律ACBHQHSTQHQhH=kQ2第82页/共192页第八十二

50、页，共192页。83题题n n同一台水泵，在运行中转速(zhun s)由n1变为n2，则其比转数ns值（C ）。n n (A)随转速(zhun s)增加而增加n n (B)随转速(zhun s)减少而减少n n (C)不变n n (D)增加或减少第83页/共192页第八十三页，共192页。84题题 水水泵泵在在调调速速时时应应注注意意：提提高高(t(t go)go)水水泵泵的的转转数数，将将会会增增加加水水泵泵叶叶轮轮中中的的离离心心应应力力，可可能能造成造成(C)(C)，也有可能接近泵转子固有的振动频率，而引起强烈的振动现象。，也有可能接近泵转子固有的振动频率，而引起强烈的振动现象。(A)(