第3章水泵的能量性能

1、 第三章 水泵的能量性能第一節(jié)第一節(jié) 水泵的理論性能水泵的理論性能 一、揚程一、揚程流量曲線流量曲線 gvuvuHuuT1122gvuHuT222222ctgvuvmugctgvuuHmT222222222bDQvTmTTQbDgctguguH2222222TTQbDgctguguH22222222 =902 90wuvvu2wv(a)(b)(c)22m2222wu22v22111w11v1uv2u222w2w1v11u后彎葉片(2 90):當HT=0時， QT=當QT =0時， TTBQAHwuvvu2wv(a)(b)(c)22m2222wu22v22111w11v1uv2u222w2w1v

2、11u22222tgbDuguHT22修正修正: : (1)有限葉片修正: HTKHT , 1K0 (2)泵內(nèi)水力損失修正: (3)容積損失修正:QOH2 QThfQ)(H QT) (H (HTQT)(HT QT)HTq2u2g圖 3-2 HQ曲線分析圖u2D2b22tg2 QThjQOH2 QThfQ)(H QT) (H (HTQT)(HT QT)HTq2u2g圖 3-2 HQ曲線分析圖u2D2b22tg2 QThj二、功率二、功率流量曲線流量曲線 TTTHgQNTTKHgQgvugQKuT22TTQbDctguuQK222222當 90時: N= AQT - BQT2 (水功率)修正修正:

3、 : (1) 軸功率=水功率 + 機械損失功率 (2) 漏損修正NqHrr-Qq(N-Qr)(Nr-QT)0Q圖3-3N-Q，N- 曲線分析圖-Q(N-Q)三、流量三、流量效率曲線效率曲線 當Q=0時，=0 當H=0時， =0所以:水泵流量效率曲線為一條通過坐標原點且終結(jié)于橫坐標上某一點的拋物線. aNgQH0aN 第二節(jié)第二節(jié) 水泵的實際性能水泵的實際性能 一、一、 水泵性能的表示方法水泵性能的表示方法 1、性能曲線 2、性能表20003000400048005797090708090100圖 3-8 650HW-7型混流泵的性能曲線650HW-7n=485r/minQ(m3/h)QN QQ

4、(%)H(m)H 7.06.05.04.03.02.01.0171921707580151311N(kW)Q(L/s)H(m)=0n=1450r/minQHQHQ140220300380460圖 3-6 ZM3.0-Y991型軸流泵性能曲線（650HW-7型泵性能表型泵性能表型號流量Q揚程H（m）轉(zhuǎn)速n（r/min）功率N（kW）效率（%）臨界汽蝕余量NPSH（m）m3/hl/s軸功率配用功率650 HW-730603400396085094411007.46.55.045072.568.063.410085.088.085.05.3329536634244915101711858.67.65

5、.948590.886.180.618085.088.085.05.5500ZLB-125500ZLB-125型軸流泵工作性能表葉片角度流量Q揚程H（m）轉(zhuǎn)速n（r/min）功率N（kW）效率（%）葉輪直徑（mm）m3/hl/s軸功率配用電機-22070239427005756657504.753.31.998034.426.418.6377881.57545002484284432046907908904.83.5298041.132.923.84578.582.573.5+22808324035107809009755.13.62.598051.039.031.95576.58275二、二

6、、 離心泵性能曲線離心泵性能曲線350Sh-10n=1450r/minD=466HAHSAQAHSQNQHQABCQ100806040200400200016024032000320804002040608064096012801600H(m)Hb(m)(%)ANAQ(L/s)(m3/h)N(kW)圖3-4 350Sh-10型離心泵性能曲線048三、三、 軸流泵性能曲線軸流泵性能曲線7.06.05.04.03.02.01.0171921707580151311N(kW)Q(L/s)H(m)=0n=1450r/minQHQHQ140220300380460圖 3-6 ZM3.0-Y991型軸流泵

7、性能曲線（為什么會出現(xiàn)馬鞍區(qū)為什么會出現(xiàn)馬鞍區(qū)? ? 軸流泵的性能曲線的特征，主要是由軸流泵軸流泵的性能曲線的特征，主要是由軸流泵葉片的形狀葉片的形狀及及運行工況運行工況決定的。決定的。 當當QH內(nèi)內(nèi)而在同樣揚程下而在同樣揚程下: 外斷面上產(chǎn)生的流量外斷面上產(chǎn)生的流量大于大于內(nèi)斷面上產(chǎn)生的流量。內(nèi)斷面上產(chǎn)生的流量。 Q外外Q內(nèi)內(nèi)HQ-Q+QQ設內(nèi)設計點外H設圖 3-7 軸流泵葉片內(nèi)外斷面性能曲線示意圖0 出現(xiàn)出現(xiàn)”二次回流二次回流”時，由于水流在流出葉輪后時，由于水流在流出葉輪后又流回到葉輪，再次獲得能量，如此不斷，使得出又流回到葉輪，再次獲得能量，如此不斷，使得出口的壓力增加得很高口的壓力增

8、加得很高,所以所以: HQ曲線在小流量時揚程急速上升曲線在小流量時揚程急速上升 同時同時,由于由于” 二次回流二次回流”需消耗很大的能量，故需消耗很大的能量，故: NQ曲線也急劇上升，效率急劇下降。曲線也急劇上升，效率急劇下降。 圖 3-7a 軸 流 泵 葉 輪 內(nèi) 二 次 回 流圖 3-7b 軸 流 泵 葉 輪 內(nèi) 二 次 回 流四、四、 通用性能曲線通用性能曲線304050601020304050Q(L/s)H(m)圖 3-9 離心泵的通用性能曲線10kW20kW30kW75%80%80%75%85%120011001000900 r/min80%82%84%85%84%82%80%110

9、kW95kW80kW65kW-6-4-20+2+4D=630mmn=730r/minH(m)87654320.81.01.21.41.61.82.0Q(m3/s)圖3-10 700ZLB-100型軸流泵通用性能曲線五、水泵綜合型譜圖五、水泵綜合型譜圖23456.32.534567810121520253040H(m)Q(m3/s)1200ZW L X B Q -35 X L1400ZW B Q -35 Q B -361.2ZG L X1600ZW B Q -351.8CJ1800Z B -35 -35 Q X W2000Z X W -352CJ Q -35 B -352.8Z -35 W B

10、Q X2.8CJ六、水泵的裝置性能六、水泵的裝置性能12123443(a)(c)(b)(d) 圖 1-29 水泵裝置示意圖 (a)(b)泵段；(c)(d)泵裝置 1.泵進口；2.泵出口；3.泵進水流道進口； 4.泵出水流道進口1 2345678910111213 圖1-30 臥式離心泵抽水示意圖1.濾網(wǎng)與底閥；2.進水管；3.90彎頭；4.偏心漸縮管；5.真空表；6.壓力表；7.漸擴接管；8.逆止閥；9.閘閥；10.出水管；11.45 彎頭；12.拍門；13.平衡錘1234 5 6 78流量(m3/s)(m)揚程n=150 r/minD=2800mm121.02.03.04.05.06.016

11、20242832364076%78%80%78%76%74%71%60%63%58%53%20-2-4 第三節(jié)第三節(jié) 水泵水泵全工況全工況(四象限四象限)性能性能 工作參數(shù)符號規(guī)定:1）揚程）揚程H： 從葉輪進口到葉輪出口，水體的能量從葉輪進口到葉輪出口，水體的能量增大增大，則，則 H為為”+”， 減小減小，則，則 H為為”-”；2）流量）流量Q： 水從葉輪水從葉輪進口進口流向葉輪流向葉輪出口出口，則，則Q為為”+” 水從葉輪水從葉輪出口出口流向葉輪流向葉輪進口進口，則，則Q為為”-”；3）轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)速n： 葉輪旋轉(zhuǎn)順著出廠規(guī)定方向，則轉(zhuǎn)速為葉輪旋轉(zhuǎn)順著出廠規(guī)定方向，則轉(zhuǎn)速為”+”，反之為，反之

12、為”-”；4）功率）功率N： 動力機驅(qū)動水泵，則動力機驅(qū)動水泵，則N為為”+”，反之為，反之為”-”。異常運行情況舉例異常運行情況舉例: : 1 1、兩臺水泵并聯(lián)，一臺失電、兩臺水泵并聯(lián)，一臺失電: : 失電水泵失電水泵倒流，倒流， Q為負為負; 水泵到轉(zhuǎn)，水泵到轉(zhuǎn)，n為負為負 2 2、兩臺水泵串聯(lián)，一臺失電、兩臺水泵串聯(lián)，一臺失電: : 水泵在水泵在負揚程負揚程情況下運轉(zhuǎn)情況下運轉(zhuǎn) 3 3、抽水蓄能電站水泵、抽水蓄能電站水泵-水輪機可逆式機組水輪機可逆式機組 水泵工況水泵工況: : 凡功率由動力機傳給水泵凡功率由動力機傳給水泵( (功率為功率為正正) )， 水體流過水泵之后能量增加水體流過水

13、泵之后能量增加( (揚程為揚程為正正) )。水輪機工況水輪機工況: : 凡功率由水泵傳給動力機凡功率由水泵傳給動力機( (功率為功率為負負) )， 水體流過水泵之后能量減少水體流過水泵之后能量減少( (揚程為揚程為負負) )。制動工況制動工況: : 凡功率由動力機傳給水泵凡功率由動力機傳給水泵( (功率為功率為正正) )， 而水體流過水泵后能量減少或不增加。而水體流過水泵后能量減少或不增加。 為了區(qū)別功率輸入水泵，還是由水泵輸為了區(qū)別功率輸入水泵，還是由水泵輸出，水體流經(jīng)水泵后，其能量是增加還是出，水體流經(jīng)水泵后，其能量是增加還是減少，可以把水泵和動力機分開，用一力減少，可以把水泵和動力機分開

14、，用一力矩作用在水泵上代替動力機矩作用在水泵上代替動力機: 若力矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向一致若力矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向一致，即，即力矩與轉(zhuǎn)速之乘積為正值時，功率是從動力矩與轉(zhuǎn)速之乘積為正值時，功率是從動力機輸入水泵，則功率為正。力機輸入水泵，則功率為正。 若力矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相反若力矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相反，力，力矩與轉(zhuǎn)速之乘積為負值，功率由水泵傳給矩與轉(zhuǎn)速之乘積為負值，功率由水泵傳給動力機，則功率為負值。動力機，則功率為負值。 若水泵流量是若水泵流量是正正的，揚程也是的，揚程也是正正的，則的，則流量與揚程的流量與揚程的乘積為正乘積為正，水體流過水泵后，水體流過水泵后能量增加能量增加。 同理，凡流量與揚程的同理，凡流量與揚程的乘積為負乘積為負，則水，則水體流過水泵后體流過水泵后能量減少能量減少。 據(jù)此就能很方便地判別出各種工況。據(jù)此就能很方便地判別出各種工況。轉(zhuǎn)速為正的性能曲線轉(zhuǎn)速為正的性能曲線:(:(自學自學) )點點A以左以左: : 力矩為正力矩為正 力矩與轉(zhuǎn)速的乘積為正值，故功率是正力矩與轉(zhuǎn)速的乘積為正值，故功率是正; ; 揚程為正，流量為負，揚程為正，流量為負，H與與Q的乘積為的乘積為負負， 水體流過水泵后能量減少。水體流過水泵后能量減少。 ( (制動工況制動工況) )圖3-12 三種轉(zhuǎn)速情況