泵与泵站第二章课件.ppt

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1、第二章 叶片式水泵n流体力学公式n动量方程：n作用在水体上的外力等于流出水体的动量减去流入水体的动量n动量矩方程：作用在水体上的外力对于某轴的矩等于流出水体的动量对该轴的矩减去流入水体的动量对该轴的矩。5/31/20231泵与泵站第2章n速度合成定理：绝对速度C等于牵连速度u与相对速度w的矢量和l例：河的水流速度为u，小船以相对速度w向对岸行驶：5/31/20232泵与泵站第2章2.1 离心泵工作原理与基本构造5/31/20233泵与泵站第2章n叶轮：两个圆板夹着叶片。叶片是若干条弯曲的筋条。n叶轮旋转时，水流的运动路线为：水池-管口-吸水管-叶轮吸水口-叶槽-蜗壳-压水管5/31/20234

2、泵与泵站第2章5/31/20235泵与泵站第2章n叶片的形式：封闭式、半封闭式、开放式n工作原理：叶片旋转时，叶槽内的水体受到离心力的作用，蜗壳内的水体压强增大，水被送往高处。5/31/20236泵与泵站第2章2.2离心泵的主要零件n叶轮n单吸式叶轮、双吸式叶轮n封闭式叶轮、半开式叶轮、敞开式叶轮5/31/20237泵与泵站第2章n泵轴：带动叶轮转动的轴。5/31/20238泵与泵站第2章2.4 离心泵基本方程n水流速度：n牵连速度 u=rn相对速度 wn绝对速度 C=u+wn工作角:n安装角:5/31/20239泵与泵站第2章速度合成定理nC=u+wn进口：n圆周切向 C1u=C1cos 1

3、=u1-w1cos 1n圆周径向 C1r=C1sin 1=w1sin 1n流量 Q1=b 1s1C1r=b 1s1w1sin 1=F1 w1sin 1 n余弦定理：nw12=u12+C12-2u1C1cos 15/31/202310泵与泵站第2章nC=u+wn出口：n圆周切向 C2u=C2cos 2=u2-w2cos 2n圆周径向 C2r=C2sin 2=w2sin 2n流量 Q2=b2s2C2r=b2s2w2sin 2=F2 w2sin 2 n余弦定理：nw22=u22+C22-2u2C2cos 25/31/202311泵与泵站第2章动量矩方程n研究一个叶槽内的水体的动量矩方程。n作用在叶槽

4、水体的外力对转轴的矩=流出水体的动量对转轴的矩-流入水体的动量对转轴的矩。n对单个叶槽，设弧长 s，厚度b，断面积 F=bs。牵连速度u=R，相对速度w，绝对速度C。工作角，安装角。5/31/202312泵与泵站第2章动量矩方程n水体受到的外力：压力、重力。n外力对转轴的矩：Mn流出叶槽的动量（矢量）：Q2C2 n流出叶槽的动量对转轴的矩：n Q2 C2cos2 R 2 n同理，流入叶槽的动量对转轴的矩：n Q1C1cos1 R1 5/31/202313泵与泵站第2章动量矩方程n一个叶槽的动量矩方程：n M=Q2 C2cos2 R 2-Q1C1cos1 R1 n由于 Q1=Q2 n因此n M=

5、Q(C2cos2 R 2-C1cos1 R1)n对所有的叶槽：5/31/202314泵与泵站第2章动量矩方程nM=Q(C2cos2 R 2-C1cos1 R1)n叶轮给水体的功率（理论功率）：nNT=M=Q(C2cos2 R 2-C1cos1 R1)n记绝对速度的切向分量Cu=Ccos n记牵连速度 u=Rn则：NT=Q(u 2 C2u-u1C1u)5/31/202315泵与泵站第2章水泵的扬程n设单位重量水体获得的功率为HT，即：n NT=gQ HT n则有HT 称为水泵的（理论）扬程。5/31/202316泵与泵站第2章水泵的扬程n在水泵设计时，使C1u=0，即C1与圆周垂直。并由C1u=

6、C1cos 1=u1-w1cos 1=0确定叶片的进口安装角1。n水泵的扬程表达式为：为提高水泵扬程，通常的出口工作角2=6155/31/202317泵与泵站第2章水泵的实际扬程n水泵的实际扬程H小于理论扬程HT。原因是：n叶槽内的水流除了沿叶槽方向运动外，还有反旋流动，耗散了能量。n近、出口断面速度分布不均匀。n流动有水头损失。5/31/202318泵与泵站第2章2.5 离心泵装置的总扬程n离心泵装置是指离心泵加上管道系统。n1.扬程与水泵进、出口参数的关系n对于水泵进口和出口断面应伯努利方程：5/31/202319泵与泵站第2章n位置水头差、速度水头差远小于压强水头差，如果不计损失，则水泵

7、扬程近似地等于水泵出口、进口的压强水头差：5/31/202320泵与泵站第2章水泵的进口真空表和出口压力表n用压力表测量出口的相对压强p-pa。n用真空表测量进口的真空压强pa-p。Hd称为压力水柱高，Hv称为真空水柱高，水泵扬程等于压力水柱与真空水柱之和。5/31/202321泵与泵站第2章n例如：水泵出口的压力表读数为0.02MPa，进口的真空表读数为0.001MPa。求此时水泵的扬程H。n解：5/31/202322泵与泵站第2章n2.扬程与管道水头损失的关系n对断面0-0和3-3应用伯努利方程：5/31/202323泵与泵站第2章n例 2-1 水泵抽水，已知：流量Q=120 l/s=0.

8、12m3/s，吸水管长度l1=20m，压水管长度l2=300m，采用铸铁管，吸水管直径d1=0.35m，压水管直径d2=0.30m，吸水井水面标高58.00m，泵轴线标高60.00m，水厂混合池水面标高90.00M。n吸水管局部损失系数，进口1=2，90弯头2=0.59，渐缩管3=0.17。n求：水泵扬程H。5/31/202324泵与泵站第2章n解：铸铁管粗糙系数n=0.013（钢管0.012，水泥管0.014），计算式：吸水管：5/31/202325泵与泵站第2章n压水管：l水泵扬程：5/31/202326泵与泵站第2章作业题2-3，2-85/31/202327泵与泵站第2章2.6 离心泵特

9、性曲线n1.水泵的理论扬程：5/31/202328泵与泵站第2章n可见，水泵扬程与转速、外轮半径、外轮过流断面面积、出口安装角、流量等5个参数有关。n外轮半径、外轮过流断面面积、出口安装角是常数。如果转速不变，则扬程是流量的线性函数。n由于存在损失水泵，杨程是流量的曲线函数。5/31/202329泵与泵站第2章n水泵的输入功率（电机输给水泵的功率）为Nn则水泵的效率：n如果转速为常数，则n水泵的有效功率：5/31/202330泵与泵站第2章n水泵的扬程、功率、效率与流量的关系曲线5/31/202331泵与泵站第2章n2.实测的特征曲线n扬程特性曲线HQ是一条不规则的曲线。随着Q的增大，H变小。

10、n效率特性曲线Q有一个峰值。效率最大的扬程、流量、功率、效率就是水泵铭牌上注明的额定扬程、额定流量、功率、效率。n当Q=0时，功率最小。因此，为了保护电机，水泵采用“闭闸启动”。5/31/202332泵与泵站第2章n例题：离心泵，叶轮外径D2=200mm，宽度b2=18mm，安装角2=30，转速n2=2900r/min，试求特性曲线。n解：5/31/202333泵与泵站第2章5/31/202334泵与泵站第2章作业2-55/31/202335泵与泵站第2章2.7 离心泵装置的定速运行工况n1.管道系统特性曲线n管道系统特性曲线：n H=hST+hw 5/31/202336泵与泵站第2章2.用图

11、解法求工况参数H，Qn离心泵特性曲线：H=c0+c1Q+c2Q2n管道特性曲线：H=HST+sQ2 n图解法：两条曲线的交点就是工况。5/31/202337泵与泵站第2章nM是水泵的稳定工况点。n如果水泵抽水时受到瞬间扰动，使流量变小。此时，水泵的扬程K大于管道系统所需要的扬程K，于是富余的能量使流量增大，扬程减小，工况点恢复至M点。n如果流量增大，则水泵的扬程D小于管道系统所需的扬程，于是流量变小，工况点又恢复至M点。5/31/202338泵与泵站第2章5/31/202339泵与泵站第2章3.离心泵装置工况点的改变n管道阻力不变，静扬程HST变小（洪水期间），水泵扬程也变小，流量增加。5/3

12、1/202340泵与泵站第2章n静扬程不变，管道阻力增加，水泵扬程增加，流量变小。5/31/202341泵与泵站第2章4.用数解法求工况参数H，Qn水泵特性曲线HQ的高效段可用抛物方程式近似的表示：H=a-bQ2。n用高效段的两个点的参数确定a,b的值。n联立水泵特性方程和管道系统特性方程，求出未知量H和Q：nH=hST+sQ2 ,H=a-bQ25/31/202342泵与泵站第2章例2-2n14SA-10型离心泵，转速n=1400r/min，叶轮直径D-466mm，其特性曲线如图2-27所示。试拟合QH特性曲线方程。n14SA-10型离心泵QH特性曲线上的坐标值n序号 1 2nH/m 74 6

13、4nQ/m3/s 0.24 0.365/31/202343泵与泵站第2章n解：离心泵特性曲线高效段可用抛物方程式近似的表示：H=a-bQ2。利用两个点的数据求常数a、b的值：5/31/202344泵与泵站第2章验算nQ 0.24 0.32 0.40nH（试验曲线）74 68 59nH=82-139Q2,74 67.8 605/31/202345泵与泵站第2章5/31/202346泵与泵站第2章补充例题n用14SA-10型水泵抽水，特性曲线如图2-27所示。管道为钢管，粗糙系数n=0.012，吸水管长度l1=20m，直径d1=360mm。压水管长度l2=300m，直径d2=300mm，吸水井水面

14、高程z0=200m，水厂水池水面高程z1=240m，不计局部损失，用图解法和数解法求水泵工况的杨程和流量。5/31/202347泵与泵站第2章图解法n(1).将厂家提供的14SA-10型水泵特性曲线描绘在HQ坐标上。n(2).计算管道的水头损失，并在HQ坐标上描绘管道特性曲线。5/31/202348泵与泵站第2章图解法nH=HST+hw =40+280.3Q2,n管道特性曲线与水泵特性曲线交点：nQ=0.32m3/snH=68m5/31/202349泵与泵站第2章数解法n(1).水泵特性曲线高效段的近似表达式（见例2-2）：n H=82-139Q2n(2).管道特性曲线：n H=40+280.

15、3Q2,n解方程组，得：nQ=0.3165 m3/s H=68.08 m5/31/202350泵与泵站第2章3.离心泵装置工况点的改变nH=72-70.8Q2，H=HST+sQ2,n当管道的HST和s改变时，水泵的工况点随之改变。5/31/202351泵与泵站第2章作业题2-11，补充题15/31/202352泵与泵站第2章2.8 离心泵装置调速运行工况n调速运行：水泵转速改变时，水泵特性曲线将发生变化，工况点随之改变。n1.叶轮相似定律n两台水泵，一台为实用泵，另一台为模型泵（其参数用下标m表示）。n相似水泵：满足几何相似和运动相似的水泵。5/31/202353泵与泵站第2章相似水泵n几何相

16、似：水泵的相应尺寸成比例。nb2/b2m=D2/D2m=nb2和b2m分别为实用泵、模型泵的外轮宽度。D2和D2m分别为实用泵、模型泵的外轮直径。n运动相似：水泵对应点的同名速度成比例，方向相同。5/31/202354泵与泵站第2章叶轮相似第一定律：n形似水泵的流量比等于容积效率比、转速比、尺度比3次方的乘积。n水泵流量公式：Q=vF2C 2r,n式中，v是容积效率系数，v 1。F2=D2b2是外轮出口断面面积，C 2r是外轮出口断面的径向速度。5/31/202355泵与泵站第2章叶轮相似第二定律n形似水泵的扬程比等于水力效率比、转速比平方、尺度比平方的乘积。nH=hHT ,5/31/2023

17、56泵与泵站第2章叶轮相似第三定律n形似水泵的输入功率比等于液体密度比、机械效率比、转速比3次方、尺度比5次方的乘积。5/31/202357泵与泵站第2章比例率：n同一台水泵以不同转速运行。5/31/202358泵与泵站第2章n补充例题：已知离心泵在转速n1的特性曲线，求转速n2，n3的特性曲线。n其中n1/n2=0.9，n1/n3=0.8。n解：点2（71.3，0.1）n 点2（57.80，0.09）n 点2”（45.60，0.08）n 5/31/202359泵与泵站第2章同一台水泵不同转速的特征曲线5/31/202360泵与泵站第2章n例2-3 水泵转速n1=950rpm时的特性曲线如图所

18、示。管道特性曲线方程为：nH=10+17500Q2 n求：（1）工况点A(HA,QA);n （2）若HST不变，流量减少1/3时，转速n2应为多少？n （3）n2的特性曲线。5/31/202361泵与泵站第2章n解：（1）作曲线H=10+17500Q2 ，与水泵特性曲线相交于点A(0.042,38.2)。此为工况点。n （2）调整转速，使流量减少33%，流量为0.028m3/s,在管道特性曲线上得到H=23.1m。即转速的工况点为B2(0.028,23.1)。5/31/202362泵与泵站第2章n过点B2(0.028,23.1)的相似工况抛物线方程为H=kQ2。式中k=23.1/0.0282=

19、29464.3，即：H=29646.3Q2。n作曲线H=29646.3Q2。它与的特性曲线交于点B1(0.0369,40.0)。nB1和B2为相似工况点。5/31/202363泵与泵站第2章求转速n2=720rpm的水泵特性曲线n由上式计算各对相似工况点：n点1(0,45)，点2(0.01,44.5)，点3(0.02,44)n点1(0,25.91)，点2(0.076,25.33)，点3(0.02,44)n点4(0.03,42.5)，点5(0.04,35.8)，n点4(0.0228,24.47)，点5(0.0304,22.17)，5/31/202364泵与泵站第2章5/31/202365泵与泵站

20、第2章例2-4：比例率应用的数值解法n某水泵，转速n1=950rpm时，水泵的特性曲线方程为H=45.833-458.33Q2，管道特性曲线方程为：H=10+17500Q2，n（1）求工况点A(HA,QA);n（2）若要求水泵的工况点Q=0.028m3/s，H=23.1m，转速n2应为多少？n（3）求n2的特性曲线。5/31/202366泵与泵站第2章n解：（1）解方程组：nH=45.833-458.33Q2，nH=10+17500Q2，n两式相减得：-35+22083.33Q2=0nQ=0.04028m3/s，H=38.396m，n新的工况点B2(0.028,23.1)n用相似抛物线求转速n

21、1的相似工况点B1。nk=23.1/0.0282=29464.3，5/31/202367泵与泵站第2章n解方程组，以确定相似工况点B1。nH=45.833-4583.33Q2，nH=29464.3Q2，n解得Q1=0.03669m3/s，H1=39.6631m，n相似点：B1(0.03669,39.6631)，n1=950rpmn B2(0.028,23.1)，n2=待求5/31/202368泵与泵站第2章n（3）求转速n2=725rpm的水泵特性曲线方程。nn1的水泵特性曲线方程H1=a-bQ12。n式中：a=45.833，b=4583.33，n转速n2的流量、扬程设为Q2，H2。5/31/

22、202369泵与泵站第2章5/31/202370泵与泵站第2章相似准数比转数nsn在叶片相似的泵群中，找出一个能反映泵群特征的模型泵。这个模型泵的特征是：流量Q=0.075m3/s，扬程H=1m，这台模型泵的转速就定义为比转数，记作ns。n比转数ns公式：n模型泵：流量Q=0.075m3/s，扬程H=1m，转速ns。n实用泵：流量Q，扬程H，转速n。n模型泵、实用泵的效率相同，转速不同。5/31/202371泵与泵站第2章比转数ns公式n消去：5/31/202372泵与泵站第2章n可见，扬程小则比转数大。n扬程与叶轮外径、内径比值D2/D0有关。nD2/D0越大，扬程就越大，比转数就越小。5/

23、31/202373泵与泵站第2章离心泵型号举例n12Sh-28An12：吸水口直径12英寸，1in=2.54cmnSh：单级双吸离心泵n28：ns=280nA：叶轮经一次切削5/31/202374泵与泵站第2章作业n2-14，2-15n补充题2、35/31/202375泵与泵站第2章2.9 离心泵换轮运行工况n同一台泵使用不同直径的叶轮。n原设计泵：D2，Q，H，N，n切削泵：D2，Q，H，N，n原设计泵与切削泵的效率、转速相同。5/31/202376泵与泵站第2章（相似抛物线）5/31/202377泵与泵站第2章5/31/202378泵与泵站第2章5/31/202379泵与泵站第2章n补充例

24、题 水泵叶轮直径D1=250mm，转速n=950r/min时的特性曲线如图所示。管道特性曲线方程为：nH=10+17500Q2 n求：（1）工况点A(HA,QA);n （2）用换论法调节流量，如果使流量减少1/3，切削轮的直径D2应为多少？n （3）D2的特性曲线。5/31/202380泵与泵站第2章n解：（1）作曲线H=10+17500Q2 ，与水泵特性曲线相交于点A(0.042,38.2)。此为工况点。n （2）调整转速，使流量减少33%，流量为0.028m3/s,在管道特性曲线上得到H=23.1m。即转速的工况点为B2(0.028,23.1)。5/31/202381泵与泵站第2章n过点B

25、2(0.028,23.1)的相似工况抛物线方程为H=kQ2。式中k=23.1/0.0282=29464.3，即：H=29646.3Q2。n作曲线H=29646.3Q2。它与的特性曲线交于点B1(0.0369,40.0)。nB1和B2为相似工况点。5/31/202382泵与泵站第2章n作D2的特性曲线。n由上式计算各对相似工况点：n点1(0,45)，点2(0.01,44.5)，点3(0.02,44)n点1(0,25.91)，点2(0.076,25.33)，点3(0.02,44)n点4(0.03,42.5)，点5(0.04,35.8)，n点4(0.0228,24.47)，点5(0.0304,22.

26、17)，5/31/202383泵与泵站第2章5/31/202384泵与泵站第2章作业补充题45/31/202385泵与泵站第2章2.10 离心泵并联及串联运行n1、并联水泵的特性曲线 n设有n台水泵并联工作，每台泵产生的压强为p（扬程为H），每台泵的供水流量为Q。n用一台大泵代替这n台泵，这台大泵产生的压强应为p（扬程应为H），流量则为各台小泵流量之和。n假想的大泵的特性曲线由小泵的特性曲线采用等扬程的流量叠加法得到。5/31/202386泵与泵站第2章5/31/202387泵与泵站第2章2、同型号、同水位的2台泵并联n并联泵的特性曲线绘制：采用等扬程的流量叠加法。n列断面0-0、2-2的伯努

27、利方程：5/31/202388泵与泵站第2章5/31/202389泵与泵站第2章n例：两台14SA-10型水泵并联运行，求工况点。n已知：z1-z0=40m。nL1=4m，L2=16m，L3=100mnd1=350mm，d2=450mm，d3=600mm5/31/202390泵与泵站第2章n求管道的特性曲线：n钢管n=0.0125/31/202391泵与泵站第2章水泵的特性曲线:H=82-139Q12=82-34.75Q2 n求并联水泵运行工况的数值法n解方程组：nH=82-34.75Q2，nH=40+3.177Q2，n得：Q=0.9185m3/s，H=42.68m5/31/202392泵与泵

28、站第2章求并联水泵运行工况的图解法n计算特性曲线坐标点：nQ(m3/s)0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2nH=82-34.75Q2(m)82 80.6 76.4 69.5 59.8nH=40+3.177Q2(m)40 40.1 40.5 41.1 42.0 43.1 44.4n根据计算的坐标点作特性曲线。5/31/202393泵与泵站第2章5/31/202394泵与泵站第2章多台水泵并联运行5/31/202395泵与泵站第2章3.2台不同型号水泵的并联运行n理论分析：n1#泵、2#泵的特性曲线已知。n对于1#泵，断面0-0和断面B 的伯努利方程：HB1称为1#泵在B点的折引扬

29、程。5/31/202396泵与泵站第2章n同样，对于2#泵，断面0-0和断面B 的伯努利方程：HB2称为2#泵在B点的折引扬程。5/31/202397泵与泵站第2章n对于主干管段BD应用伯努利方程：5/31/202398泵与泵站第2章2台不同型号水泵的并联工况点的数解法n1#泵在B处的扬程：nHB1=H1-SABQ12n2#泵在B处的扬程：nHB2=H2-SCBQ22n主干管段BD的特性方程：nHB=HST+SBDQ25/31/202399泵与泵站第2章n解联立方程：n6个方程可解6个未知数：HB，HB1，HB2，Q，Q1，Q2。5/31/2023100泵与泵站第2章2台不同型号水泵的并联工况

30、点的图解法n HB1=H1-SABQ12n HB2=H2-SCBQ22n HB=HST+SBDQ2n方程组表示两台泵在B处并联供水5/31/2023101泵与泵站第2章5/31/2023102泵与泵站第2章例：2台泵的并联供水n1#泵，14SA-10型，特性曲线：H=82-139Q12。n2#泵，250S65型，特性曲线：H=80-886Q22。n管路：l1=4m，d1=350mm，l2=16m，d2=300mm，l3=4m，d3=250mm，l4=20m，d4=300mm，l=100m，d=440mm，n钢管：n=0.012nz1=40m，z0=05/31/2023103泵与泵站第2章数值法

31、5/31/2023104泵与泵站第2章5/31/2023105泵与泵站第2章5/31/2023106泵与泵站第2章解方程组：nHB=40+9.613Q2，nH1B=82-155.18Q12，nH2B=80-913.9Q22，nHB=H1B=H2B，nQ=Q1+Q2，n设x=HB=H1B=H2B，5/31/2023107泵与泵站第2章n试算：nx 50 45 44.5nf(x)0.3846 0.0372 -0.00485/31/2023108泵与泵站第2章图解法5/31/2023109泵与泵站第2章4.两台同型号泵并联，一台泵定速，另一台泵调速n已知：1#泵转速可调，2#泵定速运行，转速为n2，

32、两台泵并联运行，已知总流量Q，求1#泵转速n1。5/31/2023110泵与泵站第2章n分析：n2#泵在B处的折引扬程曲HB2Q 已知。n过工况点P作水平线，得点R和流量Q2。n由Q1+2=Q1+Q2求出Q1，得到点N。这是曲线HB1Q 上的一点。5/31/2023111泵与泵站第2章n利用水头损失曲线hwABQ 可以确定1#泵特性曲线H1Q上的点M。n过定点M作相似工况抛物线H=kQ2，交曲线H2Q于T点。n由点T和点M的参数可以确定n1。5/31/2023112泵与泵站第2章n解题方法：n管道BD特征曲线：HB=HST+hWBD ，n1#泵在B的扬程：HB1=H1-hWAB，n2#泵在B的

33、扬程：HB2=H2-hWCB，5/31/2023113泵与泵站第2章图解法步骤n(1)作2#泵特征曲线H2Q。5/31/2023114泵与泵站第2章图解法步骤n(2)作BC段水头损失曲线hWBCQ。5/31/2023115泵与泵站第2章图解法步骤n(3)作2#泵移至B的特征曲线H2BQ。5/31/2023116泵与泵站第2章图解法步骤n(4)作BD段水头损失曲线hWBDQ。5/31/2023117泵与泵站第2章n(5)在管道BD特性曲线上，由总流量Q找出工况点P。n(6)过P作水平线，交H2BQ于点R。得到2#泵流量Q2。点R(Q2,H2B)。5/31/2023118泵与泵站第2章图解法步骤n

34、(7)求1#泵流量：Q1=Q-Q2。得点N(Q1,H1B)。5/31/2023119泵与泵站第2章图解法步骤n(8)作BA段水头损失曲线hWBAQ。与hWBCQ同。n(9)由H1=H1B+hWBA，得到点M(Q1,H1)。即1#泵的工况点。5/31/2023120泵与泵站第2章图解法步骤n(10)计算k=H1/Q12的值。n(11)作相似抛物线H=k Q2，交2#泵特性曲线于点T(Q2,H2)。5/31/2023121泵与泵站第2章图解法步骤n(12)由 ，求出n2。5/31/2023122泵与泵站第2章例：调速泵并联运行工况图解法n已知：1#泵，n1未知。n2#泵，n2=1450rpm。n1

35、#、2#泵特性曲线：如图所示。nz0=0，z3=40m。n管段AB:L1=15m，d1=0.36m。n管段CB:L2=20m，d2=0.36m。n管段BD:L=100m，d=0.60m。n铸铁管，n=0.013。n总流量Q=1.1m3/s，求转速n1。5/31/2023123泵与泵站第2章n解：各管段沿程损失系数计算：n各管段沿程水头损失计算：5/31/2023124泵与泵站第2章对于断面B和3-3应用伯努利方程5/31/2023125泵与泵站第2章nA(1.1，43)；B(0.62，43)；C(0.48，43)nC1(0.48，45)；过C1的相似抛物线H=195 Q2，n抛物线与HQ,n2

36、交点：C2(0.53，54)5/31/2023126泵与泵站第2章n点C2，n2=1450r/min，Q2=0.53m3/s，n点C1，转速 n1，Q1=0.48m3/s，5/31/2023127泵与泵站第2章5/31/2023128泵与泵站第2章n补充作业n已知：两泵并联供水。n1#泵，14SA-10型，特性曲线：H1=72-70.8Q12。n2#泵，250S65型，泵特性曲线：H2=80-886Q22。nz0=0，z3=40m。n管段AB:L1+L3=30m，d1=d3=350mm。n管段CB:L2+L4=40m，d2=d4=280mm。n管段BD:L=200m，d=500mm。n铸铁管，

37、n=0.013。n分别用数值法和图解法求各管流量nQ，Q1，Q2。5/31/2023129泵与泵站第2章图解法提示n基本方程：nH1=72-70.8Q12，nH2=80-886Q22，nhWAB=14.10Q12，nhWCB=61.80Q22，nhWBD=14.03Q2，5/31/2023130泵与泵站第2章5/31/2023131泵与泵站第2章图解法步骤n1.作曲线H1=72-70.8Q12，n2.作曲线hWAB=14.10Q12，n3.作曲线HB1=H1-hWAB，n4.作曲线H2=80-886Q22，n5.作曲线hWCB=61.80Q22,n6.作曲线HB2=H2-hWCB，n7.作曲线

38、H=HST-hWBD=HST-14.03Q2，n8.作曲线HBQ1+2，n9.求Q，Q1，Q2。5/31/2023132泵与泵站第2章水泵串联工作5/31/2023133泵与泵站第2章2.11 离心泵的吸水性能n1.水泵的最大安装高度n对水面0-0和水泵进口断面1-1应用伯努利方程：5/31/2023134泵与泵站第2章n水泵进口的压强p1不能太低，否则，水就会气化，形成局部气泡（气穴）。气泡随水流运动到了高压区就会破裂，引起局部爆炸，损坏管壁（气蚀）。因此，p1应该高于水的气化压强pva。气化压强pva与水温有关，见表2-8。5/31/2023135泵与泵站第2章npa是当地大气压，pva是

39、汽化压强。厂家根据水泵行业的规范，提出标准状态下的允许吸上真空高度值：npa0一个标准大气压101325Pa，pv0是水在20的汽化压强。5/31/2023136泵与泵站第2章n根据当地的条件，水泵进水口的真空压强的允许值可以这样计算：算5/31/2023137泵与泵站第2章n例：12SA-19A水泵，流量Q=0.22m3/s，进口直径d=0.3m，吸水管的水头损失hw=1m，允许真空值Hs=4.5m，当地海拔高度1000m，水温40。试计算水泵的最大安装高度。n解：对于断面0-0和 1-1应用伯努利方程：5/31/2023138泵与泵站第2章n解法1：对于断面0-0和 1-1应用伯努利方程：

40、算5/31/2023139泵与泵站第2章n算得水泵的安装高度为：5/31/2023140泵与泵站第2章气蚀余量的概念n有些水泵安装在吸水井水面下方。n对0-0和1-1应用伯努利方程：5/31/2023141泵与泵站第2章n对于锅炉泵、轴流泵，Hsv的值要求很大，因此要求z1z0。5/31/2023142泵与泵站第2章2.13 轴流泵及混流泵n轴流泵的构造5/31/2023143泵与泵站第2章n轴流泵的性能特点：高效段很窄小。非高效段的曲线HQ、NQ、Q都很陡。n轴流泵的应用：轴流泵扬程小，流量大，多应用于雨水泵站、防洪排涝泵站、厂区循环泵站。5/31/2023144泵与泵站第2章2.14 给排

41、水工程中常用的叶片泵n1.IS系列单级单吸离心泵n属清水泵n型号举例：IS100-65-250AnIS：采用ISO标准n100：泵的吸水口直径100mmn65：泵出水口直径65mmn250：叶轮直径250mmnA:第一次切削5/31/2023145泵与泵站第2章n2.Sh(SA)系列单级双吸离心泵n清水泵n型号举例：12Sh-28An12：吸水口直径12英寸，1in=2.54cmnSh：单级双吸离心泵n28：ns=280nA：叶轮经一次切削5/31/2023146泵与泵站第2章n3.D(DA)系列多级式离心泵n型号举例：100D16A12n100:吸水口直径100mmnD:单吸多级n16：单级

42、扬程16mnA:叶轮经第一次切削n12：12级5/31/2023147泵与泵站第2章n4.JD(J)系列深井泵n用于开采地下水n型号举例：6JD-2811n6：适用于井径6in以上nJD：深井、多级n28：额定流量28m3/hn11：11级 5/31/2023148泵与泵站第2章n5.潜水泵n型号举例：500QG(W)-2400-22-220n500：泵出口直径500mmnQG：潜水供水泵nW：蜗壳式n2400：流量2400 28m3/hn22：扬程22mn220：电机功率220kW5/31/2023149泵与泵站第2章n6.污水泵5/31/2023150泵与泵站第2章补充题n1.用一台12S

43、h-19型离心泵抽水，其特性曲线高效段如图所示。已知：吸水管直径d1=350mm，长度l1=15m,沿程损失系数1=0.028，压水管直径d2=400mm，长度l2=1200m,沿程损失系数2=0.024，静扬程HST=15m。用图解法求工况点的流量和扬程。5/31/2023151泵与泵站第2章5/31/2023152泵与泵站第2章n2.12Sh-9B离心泵在转速n1=1450r/min时特性曲线高效段如图所示。管道特性方程为：H=32+260Q2,用图解法求解。n(1)求水泵工况点的流量和扬程。n(2)管道设置不变，采用调速改变流量，使流量调节至工况点流量的3/4，则转速n2应为多少？n(3

44、)绘制转速n2的水泵特性曲线。5/31/2023153泵与泵站第2章5/31/2023154泵与泵站第2章n3.20Sh-9A水泵在转速n1=970r/min时特性曲线高效段的流量、扬程为：H=60m53m46mQ=0.4m3/s 05m3/s 0.6m3/s n管道特性方程为：H=40+50Q2,n用数解法解题。n(1)求泵特性曲线高效段的近似方程。n(2)求转速n1的工况点的流量和扬程。n(3)如果管道系统不变，要使流量减少20%，则转速n2应为多少？n(4)绘制n2的泵特性曲线。5/31/2023155泵与泵站第2章n4.12Sh-19水泵的转速n1=1450r/min，叶轮外径D=29

45、0mm，其特性曲线高效段如图所示。管道系统的特性方程为H=10+250Q2,用图解法解题。n(1)求水泵工况点的流量和扬程。n(2)使用换轮调速。如果要求流量降至0.16m3/s，求切削轮的外经D。5/31/2023156泵与泵站第2章5/31/2023157泵与泵站第2章n5.两台同型号的水泵并联供水，每台泵的特性曲线以及管道的特性曲线如图所示。用图解法求每台水泵的流量和扬程。5/31/2023158泵与泵站第2章n6.两台同型号的水泵并联供水，每台泵的特性曲线HQ、管道AB和管道CB的特性曲线hwABQ、hwCBQ以及主干管道BD的特性曲线hwBDQ如图所示。用图解法求泵1#、2#的流量和

46、扬程，并标示在图上。5/31/2023159泵与泵站第2章n7.用3台水泵并联供水。1#泵的特性曲线是(H，Q)1，管段AB的特性曲线为hwABQ，2#、3#是同型号泵，特性曲线是(H，Q)2,3，管段CB和DB的特性曲线相同，为hwCBQ=hwDBQ，主干管段的特性为hwBEQ。用图解法求解，在图上标示答案。n(1)求泵1#、2#并联供水，3#泵停机时工况点的流量和扬程。n(2)求3台泵同时工作时各泵的流量和扬程。5/31/2023160泵与泵站第2章5/31/2023161泵与泵站第2章n8.两泵并联供水。已知下列数据：n1#泵，14SA-10型，特性曲线：H1=82-139Q12。n2#

47、泵，250S65型，泵特性曲线：H2=80-886Q22。n高程z0=0，z3=40m。n管段AB:L1+L3=30m，d1=d3=350mm。n管段CB:L2+L4=40m，d2=d4=280mm。n管段BD:L=200m，d=500mm。n铸铁管，n=0.013。n分别用数值法和图解法求各管流量 Q，Q1，Q2。5/31/2023162泵与泵站第2章n9.两泵并联供水，其中1#泵定速，2#泵调速。1#泵转速n1=1450r/min，高效段特性曲线为（H1Q 1）n1。2#泵在转速n2=950r/min时高效段特性曲线为（H2Q 2）n2。管段AB、CB的水头损失曲线已标示在图中。主干管路BD的特性曲线hBQ如图所示。现要求两泵并联供水的流量Q=0.5m3/s，1#泵采用额定转速n1=1450r/min，用图解法求2#泵的转速n2。5/31/2023163泵与泵站第2章5/31/2023164泵与泵站第2章n n10.以下是水泵的铭牌n n型号 12Sh-28A 转数 1450r/minn n扬程 10m 效率 78%n n流量 684m3/s 轴功率 28Wn n允许吸上真空高度 4.5m 重量 660kgn n已知水泵的吸水口到水泵进水口的管流的水头损失为0.8m。当地海拔2000m，水温30。求水泵的安装高度。5/31/2023165泵与泵站第2章