第3講離心泵特性曲線市公開課一等獎省賽課微課金獎?wù)n件

第六節(jié)離心泵特征曲線—揚程、功率、效率隨水流量改變規(guī)律—曲線表示方法：試驗性能曲線、相對性能曲線、綜合性能曲線（型譜圖）通用性能曲線（軸流泵）、全方面性能曲線等—汽蝕曲線第1頁第六節(jié)離心泵特征曲線

復習：揚程表示式

第2頁新問題：

1、實際工作除對揚程提出要求外，還對流量提出要求，對于泵其它基本參數(shù)在選型和使用時，也應(yīng)有相關(guān)要求，故需要提出一個能直接反應(yīng)泵基本參數(shù)之間關(guān)系方程——特征方程

2、水泵實際工作流量和揚程往往是在某一個區(qū)間內(nèi)改變，當實際工作偏離設(shè)計工況時，泵內(nèi)流態(tài)變得很復雜，因為理論方法極難得到準確表示式，所以采取性能試驗和汽蝕試驗繪制經(jīng)驗曲線——性能曲線，同時依據(jù)對試驗點回歸得出經(jīng)驗方程設(shè)計工況——設(shè)計離心泵時所采取工況，此時離心泵效率最高

第3頁一、性能曲線名稱及形式

1.1名稱（在轉(zhuǎn)速一定下）

揚程曲線：Q-H

功率曲線：Q-N

效率曲線：Q-

氣蝕曲線：

Q-Hs

第4頁一、性能曲線名稱及形式1.2形式

試驗性能曲線：各參數(shù)隨流量改變規(guī)律

全方面性能曲線：反應(yīng)水泵工況、水泵制開工況、水輪機工況和水輪機制開工況四象限性能曲線

相對性能曲線：相同水泵性能曲線，不一樣比轉(zhuǎn)速

通用性能曲線：對離心泵為在不一樣轉(zhuǎn)速下各性能曲線，對軸流泵為在不一樣葉片安放角下性能曲線

綜合性能曲線：不一樣水泵高效區(qū)性能曲線

第5頁二、理論性能曲線

——

（定性分析）

2.1公式推導（P28）由得第6頁理論特征曲線試驗特征曲線2.2對理論揚程修正

(1)對一維流假定修正：反旋引發(fā)揚程下降→曲線1(2)對理想流體假定修正：泵內(nèi)摩阻損失→曲線2，沖擊損失→曲線3(3)對泄漏與回流修正：容積損失→曲線4

(4)對機械磨損修正：機械損失對揚程無影響，對功率有影響（軸承、填料軸封、圓盤摩擦損失）

第7頁離心泵理論特征曲線QH第8頁2.3效率概念1.水力效率2.容積效率3.機械效率概念：

有效功率水功率軸功率4.總效率：

第9頁泵效率知識

在泵正常工作范圍內(nèi)：水力阻力損失功率占30%

葉輪圓盤損失功率占8.2%（提升圓盤及泵體表面光滑度，盡可能減小葉輪外徑）止推軸承摩擦損失功率占6%（合理軸向力平衡辦法可減?。┧p失組成:主要由葉輪、圓盤摩擦損失、葉輪番道摩擦損失、葉輪番道擴散損失組成第10頁實測特征曲線（P32圖2－27）揚程曲線效率曲線功率曲線汽蝕曲線第11頁三.實測特征曲線討論

3.1與理論特征線關(guān)系：

定性分析理論特征曲線有利于了解實測特征線改變趨勢，水泵廠經(jīng)過實測方法得到水泵特征線

3.2前彎式葉片弊端

(1)前彎式葉片：水泵揚程和軸功率隨流量升高而升高，造成電機過載，對電機穩(wěn)定運行不利(2)動揚程大（C2），水力損失大，效率低。

第12頁三.實測特征曲線討論3.3性能曲線含有“揚程隨流量上升而下降”特征，首先有利于電機穩(wěn)定運行，另首先與管網(wǎng)“阻力隨流量增加而上升”特征相匹配，便于在能量供求關(guān)系平衡條件下達成工況點自動穩(wěn)定。3.4在最高效率點周圍一定范圍為水泵運行高效區(qū)（不低于最高效率10%）3.5開啟時，水泵在零流量下運行，其功率（30%N）消耗于機械摩擦，泵殼溫度上升，故離心泵關(guān)閥開啟時間不宜過長第13頁三.實測特征曲線討論3.6選配電機（P33表2-1）（2-50）考慮原因：選擇水泵運行過程中可能碰到最大軸功率小知識：對于低比轉(zhuǎn)速離心泵需要進行無過載設(shè)計

3.7氣蝕曲線反應(yīng)對應(yīng)流量下水泵允許最大吸上真空高度，并非運行時實際真空值3.8水泵抽吸其它液體時應(yīng)依據(jù)該液體密度（功率）及粘度（揚程）進行換算第14頁作業(yè):第六節(jié)習題：P108習題5、6（第五版）第15頁第七節(jié)離心泵定速運行工況討論額定轉(zhuǎn)速下離心泵運行參數(shù)隨流量改變第16頁第七節(jié)離心泵定速運行工況

引言：

特征曲線反應(yīng)水泵本身潛在工作能力水泵裝置實際工況反應(yīng)水泵實際做功情況概念：工況點——水泵裝置在某瞬時實際出水量、揚程和功率以及吸上真空高度。

第17頁一、管道阻力特征曲線及表示式

P35圖2-281.1定義：水流經(jīng)過管道時，水頭損失與流量關(guān)系曲線式中：S——管路阻力損失當V>1.2m/s

當v<1.2m/s

第18頁1.2管路系統(tǒng)特征曲線及方程表示式

P35圖2-29

物理意義：曲線上任一點K縱坐標H表示水泵輸送流量Q所需提供靜揚程，以及為此而消耗于管路中水力損失，即

第19頁二、圖解法求水箱出流工況點

P36圖2-302.1直接法(a)：能量線與管路系統(tǒng)特征線求交點物理意義：水箱所提供總比能H與管道所消耗總比能數(shù)量相等2.2折引法(b)：從能量線上扣除管路阻力特征曲線后與橫軸求交物理意義：水箱所提供比能H全部消耗于連接管路摩阻上

第20頁

直接法折引法能量線與管路系統(tǒng)特征線求交點

從能量線上扣除管路阻力特征曲線后與橫軸求交

第21頁三、圖解法求離心泵裝置工況點

3.1工況點求解步驟

P37圖2-31（直接法）

圖2-32（折引法）

直接法步驟：繪制水泵特征曲線（樣本提供）；公式計算管路阻力特征曲線；結(jié)合進出水池水位差（凈揚程）繪出管路系統(tǒng)特征線；交點M為水泵裝置工況平衡點

第22頁直接法求解步驟繪制水泵特征曲線（樣本提供）；公式計算管路阻力特征曲線；結(jié)合進出水池水位差（凈揚程）繪出管路系統(tǒng)特征線；交點M為水泵裝置工況平衡點第23頁折引法求解步驟繪制水泵特征曲線（樣本提供）；公式計算管路阻力特征曲線；從泵特征曲線上扣除管路特征線所對應(yīng)阻力損失，靜揚程對應(yīng)高度所求交點，在加上扣除損失，即為對應(yīng)泵流量和揚程。第24頁3.2動態(tài)平衡分析

P32圖2-36小于工況點流量點K：泵提供比能大于管路所需能耗，多出能量使流量增加，工況點右移直至M大于工況點流量點D：泵提供比能小于管路所需能耗，不足能量（抽力不夠）使流量降低，工況點左移直至M

第25頁3.3極限工況點定義：管道上全部閘閥全開時水泵工況點。注意：管路特征線隨閘閥開度不止一條

討論觀點：管路特征曲線是不一樣閥門開度對應(yīng)管路曲線上不一樣點,對于固定管路不論閥門開度怎樣,管路特線曲線僅一條第26頁錯誤觀點：將管路特征線定義為不一樣閥門開度對應(yīng)最大流量與管路所需耗能關(guān)系線。正確觀點：管路特征線隨閘閥開度不止一條，對于同一開度，管路特征先反應(yīng)了不一樣流量下，管路阻力特征。極限工況點為閘閥全開時水泵及管路特征線交點。討論第27頁四、離心泵工況點改變

P38圖2-33離心泵工況點隨水位改變

4.1工況點改變（客觀上）：管路特征線改變比如：水位改變、用水流量改變、管路特征（管道堵塞或破裂、閘閥開度改變）改變等第28頁工況點改變結(jié)果可能是水泵工況偏離高效區(qū)，對此需進行調(diào)整4.2工況點調(diào)整（主觀上）：為使水泵裝置高效運行，比如：閘閥調(diào)整——經(jīng)過改變管路特征改變能量供求平衡關(guān)系變速調(diào)整——經(jīng)過改變水泵轉(zhuǎn)速方法改變水泵特征線變徑調(diào)整——切削調(diào)整，經(jīng)過改變?nèi)~輪外徑方法改變水泵特征線