1、第七节 离心泵装置定速运行工况,由上节的分析知每一台水泵在一定的转速下，都有它自己固有的特性曲线，此曲线反映了该水泵本身潜在的工作能力。这种潜在的工作能力，在现实泵站的运行中，就表现为瞬时的实际出水量(Q)、扬程(H)、轴功率(N)以及效率()值等。我们把这些值在QH曲线、QN 曲线、以及Q 曲线上的具体位置，称为该水泵装置的瞬时工况点。,泵站中决定离心泵装置工况点的因素有3个方面：1水泵本身的型号；2水泵运行的实际转速；3输配水管路系统的布置以及水池、水塔(高地水 池)的水位值和变动等边界条件。,一、管道系统特性曲线1、管道水头损失特性曲线 Qh在流体力学中，我们已经知道，水流经过管道时，一
2、定存在管道水头损失。其值：h= hf+hl,即管道水头损失特性方程，由该曲线绘出曲线为管道水头损失特性曲线,h=hf+hl=SQ2,2、管道系统特性曲线 Qh将管道水头损失与水泵静扬程 HST 联系考虑，得方程H需=HST+h，画出管道系统特性曲线。,M,QH,Qh,两种方法：图解法和数解法。 1、图解法求离心泵装置的工况点 （1）交点法：,二、离心泵装置工况点的确定,供给=需求,（2）折引法：,(QH),H供给=H需求=HST+h,H水泵的实际扬程(MPa)； HX水泵Q=0时的虚扬程; hx流量为Q时，泵体内的虚水头损失之和: Sx泵体内虚阻耗系数。 m指数。给水管道一般m2或m1.84。
3、,方法1: 抛物线法需水泵性能曲线QH方程和管道系统特性曲线Q h方程的联合求解。,水泵厂提供QH曲线的高效段，如用方程拟合如下:,取m2:,2、数解法求离心泵装置的工况点,在曲线上任取两点（Q1，H1)和(Q2，H2），分别代入高效段方程,对一台泵而言:,将已知量SX及（Q1，H1）代回方程:,求出了Hx及SX值后，水泵的Q H 特性曲线方程式就可得:,当离心泵工作时，上式结合,两方程联合求解，得,所以:,方法2: 最小二乘法:实际工程中,采用2或3次方程拟合。,或,三、离心泵工况点的调节,1、工况调节的概念：离心泵装置的工况点，是建立在水泵和管道系统能量供求关系平衡上的，只要两者之一的情况
4、发生改变，工况点发生转移。平衡被新的平衡点所代替。,水泵的工况点随水位变动,因此，泵站在整个工作中，只要城市管网中用水量是变化的，管网压力就会变化，致使水泵装置的工况点也作相应的变动自动调节。,C,A,B,3、水泵工况点调节方法：（1）闸阀调节：,2、水泵工况点调节的原理：可以通过改变水泵的的性能曲线或管路系统特性曲线的方法来移动工作点，以达到符合经济运行的目的，此称为水泵工况点的调节。,水泵的工况点随闸阀开度变动,（2）变速调节：采用可变电动机或可变速传动设备。 （3）变径调节（车削调节）,通过改变水泵出水闸阀的开启度来调节工况点。优点：方便易行。缺点：消耗能量大。,例 题,例 现有14SA
5、10型离心泵一台，转速n1450rmin，叶轮直径D466mm，其QH特性曲线如图231所示。试拟合QH特性曲线方程。 (解 由14SA10型的QH特性曲线上，取包括(Q。，H。)在内的任意4点，其值如表23所示。上表中H值单位为m，Q值单位为Ls。,求解过程为：已知的各坐标值代入(262b)正则方程，可得： 288+960A1+317600A2267 69120+317600A1+108 X 106A261700 将上式化简后，解得：A10.0168；A2-0.000117 将结果且A1 、 A2 ：值代入(262a)式，得出该泵的 QH特性曲线方程为： H72+0.0168Q-0.0001
6、7Q2 将上式与该水泵装置的管道特性曲线方程HHST+SQ2联立，即可求得其工况点的(Q，H)值。,讨论P35思考题,1.试从概念上区分水箱自由出流时，测压管水头线与管道水头损失特性曲线间的不同。 2.在图241所示的水泵装置上，在出水闸阀前后装A、B两只压力表，在进水口处装上一只真空表C，并均相应地接上测压管。现问： (1)闸阀全开时，A、B压力表的读数及A、B两根测压管的水面高度是否一样? (2)闸阀逐渐关小时，A、B压力表的读数以及A、B两根测压管的水面高度有何变化? (3)在闸阀逐渐关小时，真空表C的读数以及它的比压管内水面高度如何变化?,图,3如图242所示，d点为该水泵装置的极限工
7、作点，其相应的效率为A。当闸阀关小时工作点由A点移至B点，相应的效率为B 。由图可知B A ，现问： (1)关小闸阀是否可以提高效率?此现象如何解释? (2)如何推求关小闸阀后该泵装置的效率变化公式? 4某取水工程进行初步设计时，水泵的压水管路可能有两种走向，如图243(a)及(b)所示。试问： (1)如管道长度、口径、配件等都认为近似相等，则这两种布置，对泵站所需的扬程是否一样?为什么? (2)如果将图（a）的布置在最高处管道改为明渠流，对水泵工况有何影响？电耗如何变化？,图,本课教学内容基本要求,1. 离心泵装置定速运行工况：管道特性曲线，图解法求工况点，数解法求工况点公式。 2. 离心泵装置调速运行工况点：相似工况概念，相似律的推导与形式，比例律应用，调速运行节能意义，叶轮相似准数概念及含义，调速途径及范围。,例 题,某离心泵装置，其进出水管直径为200mm，管路全长为280m，局部水头损失为沿程水头损失的25%，该装置的净扬程为30m，管路糙率为0.013，计算其运行流量为150m3/h时的水泵扬程。,
