離心風機或泵的管路性能曲線及工作點

1、 一臺泵或風機，在某一轉(zhuǎn)速下，所提供的流量和揚程是密切相關(guān)的，并有無數(shù)組對應(yīng)值(Q1，H1)、(Q2，H2)、(Q3，H3) 。 泵或風機實際的工作點(Q，H)，還取決于它所連接的管路特性。 可以肯定，泵或風機所提供的壓頭一定等于管路所需要的壓頭（流動損失），此時的壓頭所對應(yīng)的流量就是泵或風機所提供的流量，這也就是泵或風機的“自動平衡性”。 一、管路特性曲線 首先寫出管路損失與流量的關(guān)系。 通常與泵或風機相連的管路，在流體流動時，有如下能量損失：管路兩端的壓差、管路兩端的高差、整個管路的流動阻力。下面分別討論。離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 一、管路特

2、性曲線 管路兩端的壓差與高差 整個管路的流動阻力 包括：沿程損失和局部損失，均為流量的二次函數(shù)。 所以。即：。，兩者之和為損失，高差為：壓差為：Z1211Z12HppHH Hpp22SQH 。管路流動特性：2Z1221SQHppHHH 離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 一、管路特性曲線 具體地講， SH2/Q2 H2/Q2，“”表示設(shè)計值，如是算出S。 所以：H(p2p1)/HZ (H2/Q2)Q2 將此關(guān)系繪制在以流 量和壓頭組成的直角 坐標圖上，注意到前 兩項為常數(shù)，則得一 條在Y軸上截距等于 （p2p1）/HZ的 拋物線。管路流動特性：2Z1221

3、SQHppHHH 離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點HQp1p22 ,087 . 8 7587 29 . 7 808HZ(p2-p1)/2 ,817. 6 566(p2-p1)/ +HZ 二、泵與風機的工作點 泵或風機的特性與管路的特性兩者相互無關(guān)，但是泵或風機與管路連接起來后， 兩者將“服從”同一 個流量和揚程（損 失）。于是將兩者 組成方程組，其解 就是它們共同的 “ 工作點”。 方法是：將兩 條特性曲線繪在一 張圖上，求出交點。 HQp1p22 ,08 7 . 8 7 587 2 9 . 7 8 08HZ(p2-p1)/(p2-p1)/ +HZ管路H

4、Q泵或風機HQ泵或風機NQ泵或風機QAQAHAANA離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 例題： 當某管路系統(tǒng)風量為500m3/h時，系統(tǒng)阻力為300Pa，今預(yù)選一個風機的特性曲線如圖。計算風機實際工作點；當系統(tǒng)阻力增加50時的工作點；當空氣送入有正壓 150Pa 的密封艙時的工作點。 解：先繪制管網(wǎng)特性曲線。 當Q500m3/h，p300Pa； 當Q750m3/h，p675Pa； 當Q250m3/h，p75Pa； 由此可以繪制出管網(wǎng)特性曲線。0012. 0500300S2離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點Q（m /h）

5、0p（Pa）250500750100025050075010003風機特性曲線 例題： 當某管路系統(tǒng)風量為500m3/h時，系統(tǒng)阻力為300Pa，今預(yù)選一個風機的特性曲線如圖。計算風機實際工作點；當系統(tǒng)阻力增加50時的工作點；當空氣送入有正壓 150Pa 的密封艙時的工作點。 解：繪制管網(wǎng)特性曲線。 由曲線和曲線的交點得 出，工作點參數(shù)為：p550 Pa，Q690m3/h。 當阻力增加50時， 管網(wǎng)特性曲線將有所改變。0018. 05005 . 1300S2離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點Q（m /h）0p（Pa）25050075010002505007

6、5010003例題： 當某管路系統(tǒng)風量為500m3/h時，系統(tǒng)阻力為300Pa，今預(yù)選一個風機的特性曲線如圖。計算風機實際工作點；當系統(tǒng)阻力增加50時的工作點；當空氣送入有正壓 150Pa 的密封艙時的工作點。 解：當阻力增加50時， 當Q500m3/h，p450Pa； 當Q750m3/h，p1012Pa； 當Q250m3/h，p112Pa； 由此可以繪制管網(wǎng)特性曲線 。 由曲線和曲線的交 點得出，工作點參數(shù)為： p 610Pa，Q570m3/h。Q（m /h）0p（Pa）250500750100025050075010003離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工

7、作點例題： 當某管路系統(tǒng)風量為500m3/h時，系統(tǒng)阻力為300Pa，今預(yù)選一個風機的特性曲線如圖。計算風機實際工作點；當系統(tǒng)阻力增加50時的工作點；當空氣送入有正壓 150Pa 的密封艙時的工作點。 解：對第一種情況附加正 壓150Pa，則 p150SQ2。 顯然，該管路特性曲線相 當于管網(wǎng)特性曲線向上平 移150Pa。 由曲線和曲線的交 點得出，工作點參數(shù)為： p 590Pa，Q590m3/h。Q（m /h）0p（Pa）250500750100025050075010003150離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 例題討論： 1、壓力增加了50，風量相

8、應(yīng)減少了(690570)/690=17%。說明壓力急劇增加，風量的減少與壓力的增加不成比例。也就是說當管網(wǎng)計算壓力與實際應(yīng)耗壓力有某些偏差時，對實際風量的影響并不突出。 2、由于管路系統(tǒng)與風機聯(lián)合運行，實際上的工作流量均不能等于500 m3/h。 為了使風機供給的風量能夠符合實際風量的要求，可采取以下辦法： 減少或增加管網(wǎng)的阻力 如通過改變管徑、閥門調(diào)節(jié)，使管網(wǎng)特 性改變，進而滿足流量要求。圖中，12， 表示管路阻力損失降低。pQ12Q1Q2離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 例題討論： 更換風機 這時管網(wǎng)特性未改變，風機特性發(fā)生改 變，進而滿足流量要求。

9、圖中，12，表示 風機改變。 改變風機轉(zhuǎn)數(shù) 改變風機轉(zhuǎn)數(shù)以改變風機特性曲線，進 而滿足流量要求。改變風機轉(zhuǎn)數(shù)的方法很多， 例如：變速電機、改變供電頻率、改變皮帶 輪傳動比等。圖中，12，表示風機轉(zhuǎn)數(shù)降 低。pQ12Q1Q2pQ12Q1Q2離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 三、泵與風機運行工況的穩(wěn)定性 泵與風機運行工況的穩(wěn)定性，包含兩層含義：是機器輸出流量剛好等于管路系統(tǒng)所需要的流量；機器所提供的壓頭或揚程恰好滿足管路在該流量下之所需。即具有“工作點”。泵與風機運行工況稍微偏離“工作點”，泵與風機有自動向“工作點”回歸的能力。 如圖，具有工作點D；當由于某

10、種 擾動，系統(tǒng)流量由QD變?yōu)镼1 ，工作點 向左偏移至1點時，泵或風機所提供的 揚程或壓頭變大為 p1 ，管路阻力卻為 p1 ，于是流體因能量 “過?！?而加速 ， 導(dǎo)致流量向增大的方向變化 ， 一直到 由Q1變化為QD為止。反之，亦然。pQ12Q1Q2DQD1p1P1離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 四、泵與風機運行的不穩(wěn)定工況 1、低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵與風機的性能曲線有時是駝峰型，易產(chǎn)生不穩(wěn)定運行工況 如圖，駝峰型的性能曲線有可能與 管路特性曲線具有兩個交點，K 和 D。 其中 D 點為穩(wěn)定工作點，K 點為不穩(wěn)定 工作點。 D 點為穩(wěn)定工作點的分析同上。K

11、點為不穩(wěn)定工作點的分析如下：當由于 某種擾動，工作點向左偏移至1點時，泵或風機所提供的揚程或壓頭小于管路阻力， 于是流體因能量 “不足” 而減速 ，導(dǎo)致流量向減小的方向變化 ， 一直到流量變化為零為止。反之，當由于某種擾動，工作點向右偏移至2點時，工作點將一直滑向D點。pQ12DKQH離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 四、泵與風機運行的不穩(wěn)定工況 2、工況穩(wěn)定與否的判斷 如果，兩條性能曲線在某個交點的斜率有： 則此點為穩(wěn)定工作點， 反之為不穩(wěn)定工作點。 pQDKQHdQdHdQdH機管dQdHdQdH機管dQdHdQdH機管離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 四、泵與風機運行的不穩(wěn)定工況 3、管路特性造成的不穩(wěn)定工作舉例 開始時i，QCQ1。 ij ， QBQ1。 jk ， QA。 如果QAQ1，曲線 繼續(xù)上升，兩條曲線脫 離，Q 0。 水池水面下降，兩曲 線又開始相交，但流量 為零，工作點在最左端。 直至k j ，工作點B。HQ管路HQ水泵HQAQAQ1BCjki離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風機與泵的管路性能曲線及工作點 四、