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(yáng)程一、揚(yáng)程流量曲線流量曲線 gvuvuHuuT1122gvuHuT222222ctgvuvmugctgvuuHmT222222222bDQvTmTTQbDgctguguH2222222TTQbDgctguguH22222222 =902 90wuvvu2wv(a)(b)(c)22m2222wu22v22111w11v1uv2u222w2w1v11u后彎葉片(2 90):當(dāng)HT=0時(shí)， QT=當(dāng)QT =0時(shí)， 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(dāng) 90時(shí): N= AQT - BQT2 (水功率)修正修正:

3、 : (1) 軸功率=水功率 + 機(jī)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(dāng)Q=0時(shí)，=0 當(dāng)H=0時(shí)， =0所以:水泵流量效率曲線為一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且終結(jié)于橫坐標(biāo)上某一點(diǎn)的拋物線. aNgQH0aN 第二節(jié)第二節(jié) 水泵的實(shí)際性能水泵的實(shí)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(hào)流量Q揚(yáng)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(yáng)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(jī)-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(huì)出現(xiàn)馬鞍區(qū)為什么會(huì)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(yùn)行工況運(yùn)行工況決定的。決定的。 當(dāng)當(dāng)QH內(nèi)內(nèi)而在同樣揚(yáng)程下而在同樣揚(yáng)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(shè)內(nèi)設(shè)計(jì)點(diǎn)外H設(shè)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(shí)，由于水流在流出葉輪后時(shí)，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(shí)揚(yáng)程急速上升曲線在小流量時(shí)揚(yáng)程急速上升 同時(shí)同時(shí),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(jìn)口；2.泵出口；3.泵進(jìn)水流道進(jìn)口； 4.泵出水流道進(jìn)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(jìn)水管；3.90彎頭；4.偏心漸縮管；5.真空表；6.壓力表；7.漸擴(kuò)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(yáng)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(hào)規(guī)定:1）揚(yáng)程）揚(yáng)程H： 從葉輪進(jìn)口到葉輪出口，水體的能量從葉輪進(jìn)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(jìn)口進(jìn)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(jìn)口進(jìn)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(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵，則動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵，則N為為”+”，反之為，反之為”-”。異常運(yùn)行情況舉例異常運(yùn)行情況舉例: : 1 1、兩臺(tái)水泵并聯(lián)，一臺(tái)失電、兩臺(tái)水泵并聯(lián)，一臺(tái)失電: : 失電水泵失電水泵倒流，倒流， Q為負(fù)為負(fù); 水泵到轉(zhuǎn)，水泵到轉(zhuǎn)，n為負(fù)為負(fù) 2 2、兩臺(tái)水泵串聯(lián)，一臺(tái)失電、兩臺(tái)水泵串聯(lián)，一臺(tái)失電: : 水泵在水泵在負(fù)揚(yáng)程負(fù)揚(yáng)程情況下運(yùn)轉(zhuǎn)情況下運(yùn)轉(zhuǎn) 3 3、抽水蓄能電站水泵、抽水蓄能電站水泵-水輪機(jī)可逆式機(jī)組水輪機(jī)可逆式機(jī)組 水泵工況水泵工況: : 凡功率由動(dòng)力機(jī)傳給水泵凡功率由動(dòng)力機(jī)傳給水泵( (功率為功率為正正) )， 水體流過(guò)水泵之后能量增加水體流過(guò)水

13、泵之后能量增加( (揚(yáng)程為揚(yáng)程為正正) )。水輪機(jī)工況水輪機(jī)工況: : 凡功率由水泵傳給動(dòng)力機(jī)凡功率由水泵傳給動(dòng)力機(jī)( (功率為功率為負(fù)負(fù)) )， 水體流過(guò)水泵之后能量減少水體流過(guò)水泵之后能量減少( (揚(yáng)程為揚(yáng)程為負(fù)負(fù)) )。制動(dòng)工況制動(dòng)工況: : 凡功率由動(dòng)力機(jī)傳給水泵凡功率由動(dòng)力機(jī)傳給水泵( (功率為功率為正正) )， 而水體流過(guò)水泵后能量減少或不增加。而水體流過(guò)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(dòng)力機(jī)分開，用一力減少，可以把水泵和動(dòng)力機(jī)分開

14、，用一力矩作用在水泵上代替動(dòng)力機(jī)矩作用在水泵上代替動(dòng)力機(jī): 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(shí)，功率是從動(dòng)力矩與轉(zhuǎn)速之乘積為正值時(shí)，功率是從動(dòng)力機(jī)輸入水泵，則功率為正。力機(jī)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(fù)值，功率由水泵傳給矩與轉(zhuǎn)速之乘積為負(fù)值，功率由水泵傳給動(dòng)力機(jī)，則功率為負(fù)值。動(dòng)力機(jī)，則功率為負(fù)值。 若水泵流量是若水泵流量是正正的，揚(yáng)程也是的，揚(yáng)程也是正正的，則的，則流量與揚(yáng)程的流量與揚(yáng)程的乘積為正乘積為正，水體流過(guò)水泵后，水體流過(guò)水泵后能量增加能量增加。 同理，凡流量與揚(yáng)程的同理，凡流量與揚(yáng)程的乘積為負(fù)乘積為負(fù)，則水，則水體流過(guò)水泵后體流過(guò)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(xué)自學(xué)) )點(diǎn)點(diǎn)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(yáng)程為正，流量為負(fù)，揚(yáng)程為正，流量為負(fù)，H與與Q的乘積為的乘積為負(fù)負(fù)， 水體流過(guò)水泵后能量減少。水體流過(guò)水泵后能量減少。 ( (制動(dòng)工況制動(dòng)工況) )圖3-12 三種轉(zhuǎn)速情況