P-7抽水站水泵工況點(diǎn)計(jì)算程序

1、P-7 抽水站水泵工況點(diǎn)計(jì)算程序作者 孫萬(wàn)功（山西省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院）校核 馬新賢（山西省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院）一、程序功能 在抽水站設(shè)計(jì)中，往往采用圖解法求水泵工況點(diǎn)，該法既麻煩又不準(zhǔn)確。本程序用克萊姆法擬合水泵Q-H特性曲線，采用二分逼近法求得單泵運(yùn)行、多泵并聯(lián)運(yùn)行及雙泵串聯(lián)時(shí)的工況點(diǎn)。在輸入?yún)?shù)確定之后，一般僅需12分鐘即可求得工況點(diǎn)，比圖解法提高工效1020倍，而且精度高，尤其在初步設(shè)計(jì)的多方案比較中，應(yīng)用此程序，更顯得方便。二、方法概述及計(jì)算公式 （一）程序編制依據(jù) 程序編制主要依據(jù)圖解法求工況點(diǎn)的原理，水泵工況點(diǎn)即是水泵Q-H特性貢線與管線Q-HZ特性曲線的交點(diǎn)，如圖1所示。 （二）計(jì)算公

2、式 1，水泵Q-H特性曲線的擬合 水泵特性曲線是一條二次拋物線，通過(guò)曲線上的三點(diǎn)來(lái)擬合這一曲線，（一般取高效區(qū)的上下限及最高效率點(diǎn)），設(shè)拋物線方程為：aQ2+bQ+c=H 則三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方程為： 用克萊姆法解此方程組求a、b、c之值得： a=W1/Wb= W2/Wc= W3/W 這樣擬合的為單泵運(yùn)行時(shí)的性能曲線，雙泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，只要將相同揚(yáng)程下的流量相加代入公式即可。 2，管路水力性能計(jì)算 據(jù)武漢水利電力學(xué)院教材水泵與水泵站公式， 沿程阻力參數(shù)：S沿=10.28n2l/d5.33式中： n糙率 d管道直徑（米） l管道長(zhǎng)度（米） 局部阻力參數(shù)：式中：局部阻力參數(shù)之和單泵運(yùn)行時(shí)管路阻力參數(shù)為： S=

3、S沿+S局 雙泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)管路阻力參數(shù)為：（參閱圖2）S=1/4SCE+Scd 抽水裝置所需要的揚(yáng)程：HZ=HD+SQ2 （三）計(jì)算步驟 1，置入Q1、Q2、Q3、H2、H3、H1、D2、D3、D1、L2、L3、L1、N1、N2、N3、J2、J3、J1、HD等初始數(shù)據(jù)； 2，擬合水泵性能曲線； 3，計(jì)算管路特性數(shù)值，并判斷是否在高效區(qū)以內(nèi)，見(jiàn)圖3。 4，用二分逼近法求工況點(diǎn)，見(jiàn)圖4。三、公式符號(hào)與程序變量對(duì)照表變量名稱公式中的符號(hào)程序變量水泵高效區(qū)上、下限流量水泵高效區(qū)與流量對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程水泵最高效率的流量與揚(yáng)程吸水管、出水支管、出水主管直徑吸水管、出水支管、出水主管長(zhǎng)度吸水管、出水支管糙率出水主

4、管糙率吸水管、出水支管、出水主管局部阻力參數(shù)管段沿程阻力參數(shù)管段局部阻力參數(shù)地形揚(yáng)程管路總阻力參數(shù)工況點(diǎn)流量、揚(yáng)程并聯(lián)運(yùn)行時(shí)泵的臺(tái)數(shù)Q1,Q3H1,H3Q2,H2d1,d2,d3l1,l2,l3n1n21,2,1S沿S局HDSQ、HNQ1,Q3H1,H3Q2,H2D1,D2,D3L1,L2,L3N1N2J1,J2,J3S1,S2,S3S4,S5,S6HDSQ,HN四、操作說(shuō)明 1，按順序：水泵型號(hào)BX$、Q1、Q2、Q3、H2、H3、H1、D2、D3、D1、L2、L3、L1、N1、N2，J1、J2、J3、HD形成數(shù)據(jù)文件。 2，分別按單泵運(yùn)行（1）；并聯(lián)運(yùn)行（2）；串聯(lián)運(yùn)行（3）；結(jié)束（4）幾

5、種情況計(jì)算，輸出結(jié)果。 3，輸出結(jié)果說(shuō)明見(jiàn)算例結(jié)果。 若輸出結(jié)果“低效率”（DI XIAO LIU），說(shuō)明管路參數(shù)選擇的不當(dāng)，或此型水泵選擇的不合理，應(yīng)另行選用再重新計(jì)算。五、算例 某一設(shè)計(jì)中的抽水站，多年平均揚(yáng)程38.1米，設(shè)計(jì)年的凈揚(yáng)程41米，設(shè)計(jì)流量0.72米3/秒，初選泵型14sh-13型離心水泵2臺(tái)，求單泵運(yùn)行與雙泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)，看是否合理。 1，根據(jù)初選水泵14sh-13特性曲線上查得三組參數(shù)如下：Q1H1Q2H2Q3H30.2530.3480.438 2，由管路布置計(jì)算出管路參數(shù)如下表D1D2D3L1L2L3N1N2J1J2J3HD9101080.0120

6、.0141.951.153.6538.1 現(xiàn)對(duì)HD=38.1,25,54,87米分別進(jìn)行計(jì)算：數(shù)據(jù)文件為P-71.INT:"14sh-13",.2,.3,.4,53,48,38,.5,.4,.6,9,10108,.012,.014,1.95,1.15,3.65,38.1計(jì)算結(jié)果文件為P-71.OUT:* 抽水站水泵工況點(diǎn)計(jì)算書(shū) P-7 * (一)基本數(shù)據(jù) 水泵型號(hào):14sh-13水泵高效區(qū)上限流量 Q1= 0.200 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H1= 53.000水泵最高效率流量 Q2= 0.300 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H2= 48.000水泵高效區(qū)下限流量 Q3= 0.400 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H3

7、= 38.000吸水管直徑 D1= 0.500M 出水支管直徑 D2= 0.400M出水主管直徑 D3= 0.600M 吸水管長(zhǎng)度 L1= 9.000M出水支管長(zhǎng)度 L2= 10.000M 出水主管長(zhǎng)度 L3= 108.000M吸水管、出水支管糙率 N1= 0.012 出水主管糙率 N2= 0.014吸水管局部阻力參數(shù) J1= 1.950 出水支管局部阻力參數(shù) J2= 1.150出水主管局部阻力參數(shù) J3= 3.650 地形揚(yáng)程 HD= 38.100M (二)計(jì)算結(jié)果單 泵 運(yùn) 行管路總阻力參數(shù) S= 14.420 工程點(diǎn)流量 Q= 0.382M3/S工況點(diǎn)揚(yáng)程 H= 40.165M并 聯(lián) 運(yùn)

8、 行管路總阻力參數(shù) S= 7.834 并聯(lián)運(yùn)行時(shí)泵的臺(tái)數(shù) N= 2.000工況點(diǎn)流量 NQ= 0.765M3/S 單泵工況點(diǎn)流量 Q= 0.382M3/S工況點(diǎn)揚(yáng)程 H= 42.689M 數(shù)據(jù)文件為P-72.INT:"14sh-13",.2,.3,.4,53,48,38,.5,.4,.6,9,10108,.012,.014,1.95,1.15,3.65,25計(jì)算結(jié)果文件為P-72.OUT* 抽水站水泵工況點(diǎn)計(jì)算書(shū) P-7 * (一)基本數(shù)據(jù) 水泵型號(hào):14sh-13水泵高效區(qū)上限流量 Q1= 0.200 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H1= 53.000水泵最高效率流量 Q2= 0.300

9、對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H2= 48.000水泵高效區(qū)下限流量 Q3= 0.400 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H3= 38.000吸水管直徑 D1= 0.500M 出水支管直徑 D2= 0.400M出水主管直徑 D3= 0.600M 吸水管長(zhǎng)度 L1= 9.000M出水支管長(zhǎng)度 L2= 10.000M 出水主管長(zhǎng)度 L3= 108.000M吸水管、出水支管糙率 N1= 0.012 出水主管糙率 N2= 0.014吸水管局部阻力參數(shù) J1= 1.950 出水支管局部阻力參數(shù) J2= 1.150出水主管局部阻力參數(shù) J3= 3.650 地形揚(yáng)程 HD= 25.000M (二)計(jì)算結(jié)果單 泵 運(yùn) 行低 效 率并 聯(lián) 運(yùn) 行低

10、 效 率串 聯(lián) 運(yùn) 行低 效 率 數(shù)據(jù)文件為P-73.INT:"14sh-13",.2,.3,.4,53,48,38,.5,.4,.6,9,10108,.012,.014,1.95,1.15,3.65,54計(jì)算結(jié)果文件為P-73.OUT:* 抽水站水泵工況點(diǎn)計(jì)算書(shū) P-7 * (一)基本數(shù)據(jù) 水泵型號(hào):14sh-13水泵高效區(qū)上限流量 Q1= 0.200 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H1= 53.000水泵最高效率流量 Q2= 0.300 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H2= 48.000水泵高效區(qū)下限流量 Q3= 0.400 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H3= 38.000吸水管直徑 D1= 0.500M 出水支管直徑

11、D2= 0.400M出水主管直徑 D3= 0.600M 吸水管長(zhǎng)度 L1= 9.000M出水支管長(zhǎng)度 L2= 10.000M 出水主管長(zhǎng)度 L3= 108.000M吸水管、出水支管糙率 N1= 0.012 出水主管糙率 N2= 0.014吸水管局部阻力參數(shù) J1= 1.950 出水支管局部阻力參數(shù) J2= 1.150出水主管局部阻力參數(shù) J3= 3.650 地形揚(yáng)程 HD= 54.000M (二)計(jì)算結(jié)果單 泵 運(yùn) 行低 效 率并 聯(lián) 運(yùn) 行低 效 率 數(shù)據(jù)文件為P-74.INT:"14sh-13",.2,.3,.4,53,48,38,.5,.4,.6,9,10108,.012,.014,1.95,1.15,3.65,87 計(jì)算結(jié)果文件為P-74.OUT:* 抽水站水泵工況點(diǎn)計(jì)算書(shū) P-7 * (一)基本數(shù)據(jù) 水泵型號(hào):14sh-13水泵高效區(qū)上限流量 Q1= 0.200 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H1= 53.000水泵最高效率流量 Q2= 0.300 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H2= 48.000水泵高效區(qū)下限流量 Q3= 0.400 對(duì)應(yīng)之揚(yáng)程 H3= 38.000吸水管直徑 D1= 0.500M 出水支管直徑 D2= 0.400M出水主管直徑 D3= 0.600M 吸水管長(zhǎng)度 L1= 9.000M出水支管長(zhǎng)度 L2= 10.000M 出水主管長(zhǎng)度 L3= 10