第4章-工况点的确定与调节概况课件.ppt

1、 第四章 工况点的确定与调节 第一节第一节 水泵运行工作点水泵运行工作点 工况点工况点:当其他条件一定时，在确定的扬程下对应当其他条件一定时，在确定的扬程下对应一个确定的流量，这就是水泵的工况点。一个确定的流量，这就是水泵的工况点。影响因素影响因素:水泵性能水泵性能 管路特性管路特性 上、下游水位上、下游水位20003000400048005797090708090100图 3-8 650HW-7型混流泵的性能曲线650HW-7n=485r/minQ(m3/h)QN QQ(%)H(m)H 一、管路性能曲线jflhhhgvgvdliiiiii222222221SQQgAlhiifil221gAl

2、Siiif图4-1 管路水头损失曲线0Qh1hlQ二、需要扬程曲线需要扬程(Hr):把单位重量的水从进水池送到出水池液面（淹把单位重量的水从进水池送到出水池液面（淹 没出流时）或压力水管中心（自由出流时）需没出流时）或压力水管中心（自由出流时）需 要的能量。要的能量。进出水池均为自由表面情况:水泵需要提供的能量水泵需要提供的能量 =上下游水位差上下游水位差 +管路损失管路损失其他情况:同上lstrhHH2SQHHstrHstr=2r三、水泵工况点的确定 1、图解法 2、数解法 泵的性能曲线泵的性能曲线 :需要扬程曲线需要扬程曲线:联解得联解得:2CQBQAH2SQHHstr)(2)(42SCH

3、ASCBBQst四、水泵工况点的讨论 1、管路损失计算公式、管路损失计算公式hl=SQ2较为适用长管路、较为适用长管路、高扬程泵装置，对低扬程泵装置偏差较大。高扬程泵装置，对低扬程泵装置偏差较大。2、对于大中型泵装置需进行专门的模型或现、对于大中型泵装置需进行专门的模型或现场测试。场测试。第二节第二节 水泵并联运行水泵并联运行一、水泵并联工作特点一、水泵并联工作特点 1 1、符合经济性的要求、符合经济性的要求 在输水管道占投资比重较大的场合，采用并联工作，在输水管道占投资比重较大的场合，采用并联工作，无疑会减少输水管道的投资。无疑会减少输水管道的投资。2 2、符合供水可靠性的要求、符合供水可靠

4、性的要求 几台泵联合工作，当其中某台泵损坏时，其它并联泵几台泵联合工作，当其中某台泵损坏时，其它并联泵仍然可继续工作。仍然可继续工作。3 3、符合泵站运行调度灵活性要求、符合泵站运行调度灵活性要求 如泵站所需扬程和流量变化较大，采用几台水泵联合如泵站所需扬程和流量变化较大，采用几台水泵联合工作，就可以根据负荷需要来进行调节。当负荷小的时候，工作，就可以根据负荷需要来进行调节。当负荷小的时候，可停其中一台或几台，使每台泵都在高效率段工况运行。可停其中一台或几台，使每台泵都在高效率段工况运行。二、图解法二、图解法p1=pa p2=pa A B O G HA O HST Q Q12 H A Q H1

5、+2 K M q Q1，2 R S Q Q N 1、两台水泵型号相同，、两台水泵型号相同，AO、BO段管路相段管路相同同2、两台水泵型号相同，、两台水泵型号相同，AO、BO段管路不段管路不同同3、两台水泵型号不同，、两台水泵型号不同，AO、BO段管路不段管路不同同p1=pa p2=pa A B O G HA HST 三、数解法三、数解法 第三节第三节 水泵串联运行水泵串联运行1、图解法、图解法2、数解法、数解法 第四节第四节 水泵在分支管路中运行水泵在分支管路中运行(自学自学)一、一、1 1台泵向不同的分支管路送水时的运行工况台泵向不同的分支管路送水时的运行工况 H实低实高HHE二、二、2 2

6、台泵经两根管路向总管送水时的运行工况台泵经两根管路向总管送水时的运行工况hBCHBAHABCDhACQBCACQQCD0QBAMBARBHAHHH+BHAHHHHACBCACBC三、管网中水泵工况点的计算三、管网中水泵工况点的计算 HA H2 A l1D1 Q1 B H 1 P H4 H3 L2D2 Q2 L3D3 Q3 l4D4 Q4 第五节第五节 水泵工况的调节水泵工况的调节 为何要工况调节为何要工况调节?如何进行工况调节如何进行工况调节?一、变速调节（一）相似工况抛物线（一）相似工况抛物线 由比例律，可得由比例律，可得:22121221nnHHQQKQHQHQH22222112KQH 图

7、4-10 相似工况抛物线0H(m)H=KQ2BACDQ(m/s)3（二）应用（二）应用 图4-11 相似工况点的求解0A(Q,H)AAB(Q,H)BBQH n A n BH(m)3Q(m/s)（三）变速运行的特点（三）变速运行的特点 1）使水泵高效、经济合理地运行。2）水泵低速起动，可减小起动力矩，易于起动。*一般水泵降速不超过30%。*一般不宜采用增速的方法，特殊需要时，增速不要超过额定转速的5%。*注意防止引起共振。二、变径调节（一）车削定律（一）车削定律图 4-14 叶轮的车削RR22a2a2uv2a2vvw2vw2a2a2a22 车削量不大，可认为车削前后车削量不大，可认为车削前后过流

8、面积过流面积和和出出口安装角口安装角均相等，均相等，效率不变效率不变，这样车削前后的出，这样车削前后的出水速度三角形可以认为是相似的，即运动相似。水速度三角形可以认为是相似的，即运动相似。32aaaaaaDDNNDDHHDDQQ图 4-14 叶轮的车削RR22a2a2uv2a2vvw2vw2a2a2a22（二）车削抛物线（二）车削抛物线由车削定律得：由车削定律得：KQHQHaa222KQH（三）车削量的计算（三）车削量的计算 有一 250Sh-9 型泵，其性能曲线如图。现用变径调节的方法满足Q=130L/s，H=30m的使用要求。0130150170Q(L/s)203037H(m)图 4-15

9、 例4-5图H QABDDH=KQ2a1）求抛物线常数K和方程 由30=K*1302，得:K=30/1302=0.00177，抛物线方程为：H=0.00177Q22）过A（130L/s，30m）作车削抛物线性能曲线交于B点,得:QB=145L/s，HB=37m。3）计算车削量理论车削量为：理论车削量为：)(329145130367mmQQDDaa)(38329367mmDDDa0130150170Q(L/s)203037H(m)图 4-15 例4-5图H QABDDH=KQ2a4）修正:K为车削系数。本例叶轮直径计算车削比为:查右图线1(径流式叶轮)得叶轮实际车削比实际车削比:91.5%故实际

10、车削量实际车削量为:367（100-91.5）%=31.195（mm），车削后的叶轮直径:36791.5%=335.805（mm）。aDDKD896.0367329DDa图 4-18 叶轮车削量校正 1.径流式叶轮；2.混流式叶轮叶轮直径计算车削比叶轮直径实际车削比(%)70809010070280901001(100%)（四）车削量的范围及方式（四）车削量的范围及方式 1）叶轮车削量与ns有关，ns越高，允许车削量越小，比转数超过350的混流泵和所有的轴流泵不允许车削，否则容积损失过大，很不经济。2）叶轮车削有限制:车削量过大，会造成水泵水力效率、容积效率及机械效率较大幅度的下降。比转数比转

11、数60120200300350350以上以上许可最大车削量许可最大车削量20%15%11%9%7%0效率下降值效率下降值每车削每车削10%下降下降1%每车削每车削4%下降下降1%3）车削方式 低比转数的叶轮，可以平车，即前后盖板同时车削；中、高比转速的离心泵，可车成倾斜的外圆，内缘直径大于外缘直径，平均值:混流泵的叶轮只车外缘，不车轮毂 aDDD21(a)低比转速离心泵；(b)中、高比转速离心泵；(c)混流泵图 4-17 叶轮车削方式DDaDDDaDDDa三、变角调节（一）变角调节的原理（一）变角调节的原理 叶片角度增加，比较两三角形中的叶片角度增加，比较两三角形中的vu2，后者明显增后者明显

12、增大，根据基本方程，可见大，根据基本方程，可见H增加了，即在流量增加了，即在流量Q不变的情不变的情况下扬程增加。所以况下扬程增加。所以HQ曲线上移，而这时的效率变化曲线上移，而这时的效率变化很小很小。图 4-20 轴流泵的变角调节v22u222v22wwvm2u2vvu2（二）叶片角度调节的方式（二）叶片角度调节的方式 1）半调节 2）全调节:液压系统液压系统 机械调节机械调节(三三)水泵叶片全调节的特点水泵叶片全调节的特点 1 1）能在较大的流量范围内保持水泵运行效率基本不变。）能在较大的流量范围内保持水泵运行效率基本不变。2 2）可使动力机在满载的情况多抽水。）可使动力机在满载的情况多抽水。3)3)在扬程较高时防止动力机超载。在扬程较高时防止动力机超载。4 4）水泵小角度启动）水泵小角度启动、停泵，减小阻力矩，便于机组启停。停泵，减小阻力矩，便于机组启停。图 4-21 轴流泵变角调节的应用EBCDAH(m)OQ-2。0。+2。+4(L/S)KW304020KWKW80%82%84%85%84%82%80%110kW95kW80kW65kW-6-4-20+2+4D=630mmn=730r/minH(m)87654320.81.01.21.41.61.82.0Q(m3/s)图3-10 700ZLB-100型轴流泵通用性能曲线ABC