第3講 離心泵特性曲線

1、第六節(jié)第六節(jié) 離心泵特性曲線離心泵特性曲線揚程、功率、效率隨水流量變化規(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）、全面性能曲線等汽蝕曲線第六節(jié)第六節(jié) 離心泵特性曲線離心泵特性曲線 l復習：揚程表達式 gCuCuHuuT1122gCCgwwguuHT222212222212122PHHTh1gVVZHHHdv2/ )(2122fsthHH新問題：新問題： l1、實際工作除對揚程提出要求外，還對流量提出要求，對于泵的其他基本參數(shù)在選型和使用時，也應有相關要求，故需要提出一種能直接反映泵的基本參數(shù)之間關系的方程特性方程 l2、水泵實際工作流量和揚程往往

2、是在某一個區(qū)間內(nèi)變化的，當實際工作偏離設計工況時，泵內(nèi)的流態(tài)變得很復雜，由于理論方法很難得到精確的表達式，因此采用性能實驗和汽蝕試驗繪制經(jīng)驗曲線性能曲線，同時根據(jù)對試驗點回歸得出經(jīng)驗方程 l設計工況設計離心泵時所采用的工況，此時離心泵效率最高 一、性能曲線名稱及形式一、性能曲線名稱及形式 l1.1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 )(QfH )(QFN )(Q)(QHs圖3-7 Q與HS的關系曲線Q-NHsNHQ-H工作范圍QSQ-Q-H一、性能曲線名稱及形式一、性能曲線名稱及形式l1.2 形式 實驗性能曲線：各參數(shù)隨流量的變

3、化規(guī)律 全面性能曲線：反映水泵工況、水泵制動工況、水輪機工況和水輪機制動工況的四象限性能曲線 相對性能曲線：相似水泵的性能曲線，不同比轉(zhuǎn)速 通用性能曲線：對離心泵為在不同轉(zhuǎn)速下的各性能曲線，對軸流泵為在不同葉片安放角下的性能曲線 綜合性能曲線：不同水泵高效區(qū)性能曲線 二、理論性能曲線二、理論性能曲線 （定性分析）（定性分析） l2.1 公式推導（P28）由 得gCuHuT/22TTTBQActgFQuguH)(2222b2b2b2b)QHb2b2b2 D2和b2對特性的影響a) D2對性能影響 b) b2對性能影響D2D2D2Qa)HD2D2D2C 1w1 1速度三角形1 2 2u 1C 2C

4、2uC2mw1u 2理論特性曲線理論特性曲線 試驗特性曲線試驗特性曲線l2.2 對理論揚程的修正 (1)對一維流假定的修正：反旋引起揚程下降 曲線1 (2)對理想流體假定的修正： 泵內(nèi)摩阻損失 曲線2，沖擊損失 曲線3 (3)對泄漏與回流的修正：容積損失 曲線4 注意：由機械磨損帶來的損失對揚程無影響，對功率有影響 （軸承、填料軸封、圓盤摩擦損失） qQQT離心泵的理論特性曲線離心泵的理論特性曲線QT-HTB290B2=90B21.2m/s 當v1.2m/s 2SQh 3 . 5001735. 0jidlSjjjilQddlS3 . 023 . 5)/681. 01 (00148. 01.2

5、1.2 管路系統(tǒng)特性曲線及方程表達式管路系統(tǒng)特性曲線及方程表達式 lP35圖2-29 l物理意義：曲線上任一點K的縱坐標H表示水泵輸送流量Q所需提供的靜揚程，以及為此而消耗于管路中的水力損失 ，即 fsthHHfhHQQkHsthkQ-hK0二、圖解法求水箱出流工況點二、圖解法求水箱出流工況點 lP36圖2-30 l2.1 直接法(a)：能量線與管路系統(tǒng)特性線求交點 l物理意義：水箱所提供總比能H與管道所消耗的總比能 數(shù)量相等 l2.2 折引法(b)：從能量線上扣除管路阻力特性曲線后與橫軸求交 l物理意義： 水箱所提供的比能H全部消耗于連接管路的摩阻 上 fhfh 直接法直接法 折引法折引法H

6、QkH=Hk=hkH0QkQkHH0QkH=Hk=hkQh(Qh)IKKQQh水箱出流工況圖(a)(b) 三、圖解法求離心泵裝置的工況點三、圖解法求離心泵裝置的工況點 l3.1 工況點求解步驟 P37 圖2-31（直接法） 圖2-32（折引法） l直接法步驟：繪制水泵特性曲線（樣本提供）；公式計算管路阻力特性曲線；結(jié)合進出水池水位差（凈揚程）繪出管路系統(tǒng)特性線；交點M為水泵裝置工況平衡點 直直接接法法求求解解步步驟驟HQ0MHSTQMHST直接法求工況l繪制水泵特性曲線（樣本提供）；公式計算管路阻力特性曲線；結(jié)合進出水池水位差（凈揚程）繪出管路系統(tǒng)特性線；交點M為水泵裝置工況平衡點折折引引法法

7、求求解解步步驟驟HQHSTHMQM hQ H(Q H)MM1圖2 37 折 引 法 求 工 況0l繪制水泵特性曲線（樣本提供）；公式計算管路阻力特性曲線；從泵特性曲線上扣除管路特性線所對應的阻力損失，靜揚程對應的高度所求交點，在加上扣除的損失，即為對應的泵流量和揚程。3.2 3.2 動態(tài)平衡分析動態(tài)平衡分析 lP32圖2-36l小于工況點流量點K：泵提供比能大于管路所需能耗，多余能量使流量增加，工況點右移直至M l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）使流量減少，工況點左移直至M 0HSTHQMHSTMQKD3.3 極限工況點極限工況點 l定義：管道上所有閘閥全開

8、時水泵的工況點。l注意：管路特性線隨閘閥開度不止一條 l討論觀點：l管路特性曲線是不同閥門開度對應管路曲線上不同的點 ,對于固定管路無論閥門開度如何 ,管路特線曲線僅一條l錯誤觀點：將管路特性線定義為不同閥門開度對應的最大流量與管路所需耗能的關系線。l正確觀點：管路特性線隨閘閥開度不止一條，對于同一開度，管路特性先反映了不同流量下，管路阻力特征。極限工況點為閘閥全開時水泵及管路特性線的交點。討論討論四、離心泵工況點的改變四、離心泵工況點的改變 lP38 圖2-33 離心泵工況點隨水位變化 l4.1 工況點變化（客觀上）：管路特性線的改變 例如：水位的變化、用水流量的變化、管路特性（管道堵塞或破

9、裂、閘閥開度改變）的變化等0ABCQHQCQBQAHSTHSTHST圖238 離心泵工況點隨水位變化工況點變化的結(jié)果可能是水泵工況偏工況點變化的結(jié)果可能是水泵工況偏離高效區(qū)，對此需進行調(diào)節(jié)離高效區(qū)，對此需進行調(diào)節(jié)l4.2 工況點的調(diào)節(jié)（主觀上）：為使水泵裝置高效運行， 例如： 閘閥調(diào)節(jié)通過改變管路特性改變能量供求平衡關系 變速調(diào)節(jié)通過改變水泵轉(zhuǎn)速的方法改變水泵特性線 變徑調(diào)節(jié)切削調(diào)節(jié)，通過改變?nèi)~輪外徑的方法改變 水泵特性線 變角調(diào)節(jié)軸流泵通過改變?nèi)~片安放角改變水泵特性線 五、數(shù)解法求離心泵裝置工況點五、數(shù)解法求離心泵裝置工況點 l實質(zhì)：聯(lián)立水泵特性線方程、管路特性線方程，方程組的根即為水泵工況點 l5.1 水泵特性線方程 用待定系數(shù)法或多項式系數(shù)求解的最小二乘法求解 一般： 離心泵高效區(qū)： 、 分別為