泵與風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其改變

1、泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)Pumps and Fans第七章第七章 泵與風(fēng)機(jī)裝置工況點(diǎn)及改變方法泵與風(fēng)機(jī)裝置工況點(diǎn)及改變方法Hf（Q） NF（Q） （Q）Hf（Q） HHSTSQ2 HH X h X HH X S X Q2 222121QQHHSX31212212121212nnNNnnHHnnQQ 泵（風(fēng)機(jī)）轉(zhuǎn)速改變前后，葉輪滿足相似條件，所以將相似定律應(yīng)用于轉(zhuǎn)速不同時(shí)的同一葉輪，就得到泵（風(fēng)機(jī)）葉輪的比例律：第一類問題：已知：水泵轉(zhuǎn)速n1及該轉(zhuǎn)速下水泵的特性曲線（QH）1、（QN）1和（Q）1；求：水泵轉(zhuǎn)速變到n2時(shí)所對(duì)應(yīng)的特性曲線（QH）2、（QN）2和（Q）2 第二類問題：已知：水泵轉(zhuǎn)速n1，特

2、性曲線（QH）1、（QN）1和（Q）1；求：通過改變水泵轉(zhuǎn)速方法，使得水泵工況點(diǎn)在A2（Q2，H2）點(diǎn)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速n2？eeeeaaaaHnnHQnnQHnnHQnnQ212212212212212121212nnHHnnQQkQHQH222211式中：k相似系數(shù)，表示所有工況相似泵（風(fēng)機(jī)）工況點(diǎn)的揚(yáng)程與流量平方的比值。H =k Q2 轉(zhuǎn)速改變前后效率相等是在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可以的，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化超出一定范圍時(shí)，效率變化就會(huì)較大而不能忽略。所以，實(shí)測(cè)的等效率曲線與理論上的等效率曲線不是完全一致的，只有在高效率范圍內(nèi)才吻合。變速調(diào)節(jié)工況點(diǎn)，只能降速，不能增速。因?yàn)樗玫牧W(xué)強(qiáng)度是按照額定轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)的，

3、超過額定轉(zhuǎn)速，水泵就有可能被破壞。長(zhǎng)期調(diào)節(jié)，像冬季與夏季之間水量不同的調(diào)節(jié)，可用有級(jí)如切削調(diào)節(jié)、齒輪調(diào)速調(diào)節(jié)等，也可用無級(jí)調(diào)節(jié)，如變頻調(diào)速調(diào)節(jié)等。而短期調(diào)節(jié)，如白天和夜晚之間的水量調(diào)節(jié)只能用無級(jí)調(diào)節(jié)。 由于葉輪切削前后幾何不相似，所以不符合相似定律。這樣就需要找出葉輪切削前后水泵性能參數(shù)的的關(guān)系，這個(gè)關(guān)系就稱之為“切削定律”。 在下面兩個(gè)條件下，來進(jìn)行切削定律的推求。切削量較小，切削前后出水角不變，所以，切削前后水泵效率不變；切削前后葉輪出口面積不變，F(xiàn)2F2。這是因?yàn)?，切削以后雖然葉輪外徑變小，但葉輪出口厚度增加，所以2R2b2=2R2 b2 。 因?yàn)榍邢髁亢苄?，所以速度四邊形不變。這樣，切

4、削前后仍然符合運(yùn)動(dòng)相似，對(duì)應(yīng)速度四邊形相似，即：222222DDRRUU2222222222DDQQFFFCFCQQQQFCQQVVrVrVTVTVrVTV，所以，而且不太大時(shí)，當(dāng)，得：關(guān)系）、切削第一定律（流量222222222DDHHgUCgUCHHHHgUCHHHHuHuHTHTHuHTH，得不太大時(shí)，當(dāng)，得：關(guān)系）、切削第二定律（揚(yáng)程322DDNNQHHQNNQHN，得不太大時(shí)，當(dāng)，得：關(guān)系）、切削第三定律（功率第一類問題：已知：水泵外徑D2及其對(duì)應(yīng)的特性曲線（QH）、（QN）和（Q）；求：水泵外徑變到D2時(shí)所對(duì)應(yīng)的特性曲線（Q H ）、（Q N ）和（Q ） 第二類問題：已知：水泵外

5、徑D2及其對(duì)應(yīng)特性曲線（QH）、（QN）和（Q）；求：通過改變水泵外徑方法，使得水泵工況點(diǎn)在B（QB，HB）點(diǎn)工作時(shí)的外徑D2？52222552251222211221HDDHQDDQHDDHQDDQ22222DDHHDDQQkQHQH22式中：k切削系數(shù)，表示所有滿足切削定律的泵（風(fēng)機(jī)）工況點(diǎn)的揚(yáng)程與流量平方的比值是一個(gè)常數(shù)。H =k Q2 %100(%)222DDD切削量n 所謂切削不是說水泵使用者在使用時(shí)隨時(shí)切削，而是要在泵出廠時(shí)備有幾種葉輪，根據(jù)實(shí)際需要更換葉輪，所以“切削調(diào)節(jié)”也稱之為”“換輪運(yùn)行”。n 切削限量，葉輪切削不能太大，否則，效率降低較多。比轉(zhuǎn)數(shù)ns60120200300

6、350350以上最大允許切削量（%）201511970效率下降值每切削10%，效率下降1%每切削4%，效率下降1%n 不同水泵切削方式不同，低比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵，前后蓋板切削量相同；高比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵，后蓋板切的大一些；混流泵不適合切削，不得不切削時(shí)，只應(yīng)切削前蓋板；軸流泵不能切削。n 增加給水（氣）量n 通過開停泵（風(fēng)機(jī)）的臺(tái)數(shù)來調(diào)節(jié)流（風(fēng)）量n 提高供水（氣）安全性n 增加揚(yáng)程（風(fēng)壓）n 一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)問題，系統(tǒng)不能工作n 實(shí)際工程中較少采用 并聯(lián)水泵（風(fēng)機(jī)）工作時(shí)，其靜揚(yáng)程相同，如果不考慮水頭損失，所以并聯(lián)水泵（風(fēng)機(jī)）的揚(yáng)程是相同的。即：H1H2 HQ1Q2Q總 假想水泵（風(fēng)機(jī)）的工作揚(yáng)程特性曲

7、線（并聯(lián)水泵或風(fēng)機(jī)的并聯(lián)特性曲線）就等于各臺(tái)并聯(lián)水泵（風(fēng)機(jī)）的揚(yáng)程（不計(jì)損失），假想水泵（風(fēng)機(jī)）的流量就等于各臺(tái)并聯(lián)水泵（風(fēng)機(jī)）流量之和。 調(diào)速泵和定速泵并聯(lián)工作此時(shí)，通常存在兩種情調(diào)速泵和定速泵并聯(lián)工作此時(shí)，通常存在兩種情況：一種情況是調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速?zèng)r：一種情況是調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速n1和定速泵的轉(zhuǎn)速和定速泵的轉(zhuǎn)速n2均為已知，求并聯(lián)工況點(diǎn)。若均為已知，求并聯(lián)工況點(diǎn)。若n1= n2，則屬于同型，則屬于同型號(hào)泵并聯(lián)工況點(diǎn)問題，若號(hào)泵并聯(lián)工況點(diǎn)問題，若n1n2，則屬于大小泵并聯(lián)，則屬于大小泵并聯(lián)工況點(diǎn)問題工況點(diǎn)問題。 另一種情況是知道定速泵的轉(zhuǎn)速另一種情況是知道定速泵的轉(zhuǎn)速n2和并聯(lián)工作的總和并聯(lián)工作的總

8、流量流量Q，求調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速，求調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速n1。這類問題比較復(fù)雜，存。這類問題比較復(fù)雜，存在五個(gè)未知數(shù)，即定速泵的工況點(diǎn)值在五個(gè)未知數(shù)，即定速泵的工況點(diǎn)值(QII，HII)，調(diào)速，調(diào)速泵的工況點(diǎn)值泵的工況點(diǎn)值(QI，HI)，以及調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速，以及調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速 n1等等5個(gè)個(gè)未知數(shù)。未知數(shù)。習(xí)題：在右圖所示的水泵裝置上，在出水閘閥前后裝A、B兩只壓力表，在進(jìn)水口處裝上一只真空表C，并均相應(yīng)地接上測(cè)壓管?，F(xiàn)問： （1）閘閥全開時(shí)，A、B壓力表的讀數(shù)以及A、B兩根測(cè)壓管的水面高度是否一樣？ （2）閘閥逐漸關(guān)小時(shí)，A、B壓力表的讀數(shù)以及A、B兩根測(cè)壓管的水面高度有何變化？ （3）在閘閥逐漸關(guān)小時(shí)，真空

9、表C的讀數(shù)以及它的測(cè)壓管內(nèi)水面高度如何變化？ 習(xí)題：某取水工程進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí)，水泵的壓水管路可能有兩種走向，如右圖（a）及（b）所示。試問：（1）如果管道長(zhǎng)度、口徑、配件等都認(rèn)為近似相等，則這兩種布置，對(duì)泵站所需揚(yáng)程是否一樣？為什么？（2）如果在圖（a）的布置中，將最高處的管道改為明渠流，對(duì)水泵的工況有何影響？對(duì)電耗有何變化？為什么？習(xí)題： 某循環(huán)水泵站中，夏季為一臺(tái)12SH-19型離心泵工作。水泵葉輪直徑D2=290mm，管路中阻力系數(shù)S=225s2/m5 ,靜揚(yáng)程HST=14m。到了冬季，用水量減少了，該泵站須減少12%的供水量，為了節(jié)電，到冬季擬將另一備用葉輪切小后裝上使用。問：該備用葉輪應(yīng)切削外徑百分之幾？習(xí)題：某機(jī)場(chǎng)附近一個(gè)工廠區(qū)的給水設(shè)施如下圖所示。已知：采用一臺(tái)14SA-10型離心泵工作，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，葉輪直徑D=466mm，管道阻力系數(shù)SAB=200s2/m5，SBC=130s2