泵與泵站的教案

泵與泵站的教案第1頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章22.1離心泵工作原理與基本構(gòu)造第2頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章3葉輪：兩個(gè)圓板夾著葉片。葉片是若干條彎曲的筋條。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水流的運(yùn)動(dòng)路線為：水池-管口-吸水管-葉輪吸水口-葉槽-蝸殼-壓水管第3頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章4第4頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章5葉片的形式：封閉式、半封閉式、開(kāi)放式工作原理：葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉槽內(nèi)的水體受到離心力的作用，蝸殼內(nèi)的水體壓強(qiáng)增大，水被送往高處。第5頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章62.2離心泵的主要零件１．葉輪單吸式葉輪、雙吸式葉輪封閉式葉輪、半開(kāi)式葉輪、敞開(kāi)式葉輪第6頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章7２．泵軸：帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的軸。第7頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章82.4離心泵基本方程水流速度：牽連速度u=r相對(duì)速度w絕對(duì)速度C=u+w工作角:安裝角:第8頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章9速度合成定理C=u+w進(jìn)口：圓周切向C1u=C1cos1=u1-w1cos1圓周徑向C1r=C1sin1=w1sin1流量Q1=b

1s1C1r=b1s1w1sin1=F1w1sin1

余弦定理：w12=u12+C12-2u1C1cos1第9頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章10C=u+w出口：圓周切向C2u=C2cos2=u2-w2cos2圓周徑向C2r=C2sin2=w2sin2流量Q2=b2s2C2r=b2s2w2sin2=F2w2sin2

余弦定理：w22=u22+C22-2u2C2cos2第10頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章11動(dòng)量矩方程研究一個(gè)葉槽內(nèi)的水體的動(dòng)量矩方程。作用在葉槽水體的外力對(duì)轉(zhuǎn)軸的矩=流出水體的動(dòng)量對(duì)轉(zhuǎn)軸的矩-流入水體的動(dòng)量對(duì)轉(zhuǎn)軸的矩。對(duì)單個(gè)葉槽，設(shè)弧長(zhǎng)

s，厚度b，斷面積F=bs。牽連速度u=R，相對(duì)速度w，絕對(duì)速度C。工作角，安裝角。第11頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章12動(dòng)量矩方程水體受到的外力：壓力、重力。外力對(duì)轉(zhuǎn)軸的矩：

M流出葉槽的動(dòng)量（矢量）：Q2C2

流出葉槽的動(dòng)量對(duì)轉(zhuǎn)軸的矩：

Q2C2cos2R

2

同理，流入葉槽的動(dòng)量對(duì)轉(zhuǎn)軸的矩：

Q1C1cos1

R1

第12頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章13動(dòng)量矩方程一個(gè)葉槽的動(dòng)量矩方程：

M=

Q2C2cos2R

2-

Q1C1cos1

R1

由于

Q1=

Q2因此

M=

Q(C2cos2

R

2-C1cos1

R1)對(duì)所有的葉槽：第13頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章14動(dòng)量矩方程M=

Q(C2cos2

R

2-C1cos1

R1)葉輪給水體的功率（理論功率）：NT=M=

Q(C2cos2

R

2-C1cos1

R1)記絕對(duì)速度的切向分量Cu=Ccos

記牽連速度u=R則：NT=Q(u

2

C2u-u1C1u)第14頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章15水泵的揚(yáng)程設(shè)單位重量水體獲得的功率為HT

，即：

NT=gQ

HT

則有HT

稱為水泵的（理論）揚(yáng)程。第15頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章16水泵的揚(yáng)程在水泵設(shè)計(jì)時(shí)，使C1u=0，即C1與圓周垂直。并由C1u=C1cos1=u1-w1cos1=0確定葉片的進(jìn)口安裝角1

。水泵的揚(yáng)程表達(dá)式為：為提高水泵揚(yáng)程，通常的出口工作角2=6o~15o第16頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章17水泵的實(shí)際揚(yáng)程水泵的實(shí)際揚(yáng)程H小于理論揚(yáng)程HT

。原因是：葉槽內(nèi)的水流除了沿葉槽方向運(yùn)動(dòng)外，還有反旋流動(dòng)，耗散了能量。近、出口斷面速度分布不均勻。流動(dòng)有水頭損失。第17頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章182.5離心泵裝置的總揚(yáng)程離心泵裝置是指離心泵加上管道系統(tǒng)。1.揚(yáng)程與水泵進(jìn)、出口參數(shù)的關(guān)系對(duì)于水泵進(jìn)口和出口斷面應(yīng)伯努利方程：第18頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章19位置水頭差、速度水頭差遠(yuǎn)小于壓強(qiáng)水頭差，如果不計(jì)損失，則水泵揚(yáng)程近似地等于水泵出口、進(jìn)口的壓強(qiáng)水頭差：第19頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章20水泵的進(jìn)口真空表和出口壓力表用壓力表測(cè)量出口的相對(duì)壓強(qiáng)p-pa。用真空表測(cè)量進(jìn)口的真空壓強(qiáng)pa-p。Hd稱為壓力水柱高，Hv稱為真空水柱高，水泵揚(yáng)程等于壓力水柱與真空水柱之和。第20頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章21例如：水泵出口的壓力表讀數(shù)為0.02MPa，進(jìn)口的真空表讀數(shù)為0.001MPa。求此時(shí)水泵的揚(yáng)程H。解：第21頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章222.揚(yáng)程與管道水頭損失的關(guān)系對(duì)斷面0-0和3-3應(yīng)用伯努利方程：第22頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章23例2-1水泵抽水，已知：流量Q=120l/s=0.12m3/s，吸水管長(zhǎng)度l1=20m，壓水管長(zhǎng)度l2=300m，采用鑄鐵管，吸水管直徑d1=0.35m，壓水管直徑d2=0.30m，吸水井水面標(biāo)高58.00m，泵軸線標(biāo)高60.00m，水廠混合池水面標(biāo)高90.00M。吸水管局部損失系數(shù)，進(jìn)口1=2

，90°彎頭2=0.59，漸縮管3=0.17

。求：水泵揚(yáng)程H。第23頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章24解：鑄鐵管粗糙系數(shù)n=0.013（鋼管0.012，水泥管0.014），計(jì)算式：吸水管：第24頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章25壓水管：水泵揚(yáng)程：第25頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章26作業(yè)題2-3，2-8第26頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章272.6離心泵特性曲線1.水泵的理論揚(yáng)程：第27頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章28可見(jiàn)，水泵揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速、外輪半徑、外輪過(guò)流斷面面積、出口安裝角、流量等5個(gè)參數(shù)有關(guān)。外輪半徑、外輪過(guò)流斷面面積、出口安裝角是常數(shù)。如果轉(zhuǎn)速不變，則揚(yáng)程是流量的線性函數(shù)。由于存在損失水泵，楊程是流量的曲線函數(shù)。第28頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章29水泵的輸入功率（電機(jī)輸給水泵的功率）為N則水泵的效率：如果轉(zhuǎn)速為常數(shù)，則水泵的有效功率：第29頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章30水泵的揚(yáng)程、功率、效率與流量的關(guān)系曲線第30頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章312.實(shí)測(cè)的特征曲線揚(yáng)程特性曲線H~Q是一條不規(guī)則的曲線。隨著Q的增大，H變小。效率特性曲線η~Q有一個(gè)峰值。效率最大的揚(yáng)程、流量、功率、效率就是水泵銘牌上注明的額定揚(yáng)程、額定流量、功率、效率。當(dāng)Q=0時(shí)，功率最小。因此，為了保護(hù)電機(jī)，水泵采用“閉閘啟動(dòng)”。第31頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章32例題：離心泵，葉輪外徑D2=200mm，寬度b2=18mm，安裝角β2=30°，轉(zhuǎn)速n2=2900r/min，試求特性曲線。解：第32頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章33第33頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章34作業(yè)2-5第34頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章352.7離心泵裝置的定速運(yùn)行工況1.管道系統(tǒng)特性曲線管道系統(tǒng)特性曲線：

H=hST+hw

第35頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章362.用圖解法求工況參數(shù)H，Q離心泵特性曲線：H=c0+c1Q+c2Q2管道特性曲線：H=HST+sQ2圖解法：兩條曲線的交點(diǎn)就是工況。第36頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章37M是水泵的穩(wěn)定工況點(diǎn)。如果水泵抽水時(shí)受到瞬間擾動(dòng)，使流量變小。此時(shí)，水泵的揚(yáng)程K大于管道系統(tǒng)所需要的揚(yáng)程K’，于是富余的能量使流量增大，揚(yáng)程減小，工況點(diǎn)恢復(fù)至M點(diǎn)。如果流量增大，則水泵的揚(yáng)程D小于管道系統(tǒng)所需的揚(yáng)程，于是流量變小，工況點(diǎn)又恢復(fù)至M點(diǎn)。第37頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章38第38頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章393.離心泵裝置工況點(diǎn)的改變管道阻力不變，靜揚(yáng)程HST變?。ê樗陂g），水泵揚(yáng)程也變小，流量增加。第39頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章40靜揚(yáng)程不變，管道阻力增加，水泵揚(yáng)程增加，流量變小。第40頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章414.用數(shù)解法求工況參數(shù)H，Q水泵特性曲線H~Q的高效段可用拋物方程式近似的表示：H=a-bQ2。用高效段的兩個(gè)點(diǎn)的參數(shù)確定a,b的值。聯(lián)立水泵特性方程和管道系統(tǒng)特性方程，求出未知量H和Q：H=hST+sQ2,H=a-bQ2第41頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章42例2-214SA-10型離心泵，轉(zhuǎn)速n=1400r/min，葉輪直徑D-466mm，其特性曲線如圖2-27所示。試擬合Q~H特性曲線方程。14SA-10型離心泵Q~H特性曲線上的坐標(biāo)值序號(hào)12H/m7464Q/m3/s0.240.36第42頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章43解：離心泵特性曲線高效段可用拋物方程式近似的表示：H=a-bQ2。利用兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)求常數(shù)a、b的值：第43頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章44驗(yàn)算Q0.240.320.40H（試驗(yàn)曲線）746859H=82-139Q2,7467.860第44頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章45第45頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章46補(bǔ)充例題用14SA-10型水泵抽水，特性曲線如圖2-27所示。管道為鋼管，粗糙系數(shù)n=0.012，吸水管長(zhǎng)度l1=20m，直徑d1=360mm。壓水管長(zhǎng)度l2=300m，直徑d2=300mm，吸水井水面高程z0=200m，水廠水池水面高程z1=240m，不計(jì)局部損失，用圖解法和數(shù)解法求水泵工況的楊程和流量。第46頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章47圖解法(1).將廠家提供的14SA-10型水泵特性曲線描繪在H~Q坐標(biāo)上。(2).計(jì)算管道的水頭損失，并在H~Q坐標(biāo)上描繪管道特性曲線。第47頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章48圖解法H=HST+hw=40+280.3Q2,管道特性曲線與水泵特性曲線交點(diǎn)：Q=0.32m3/sH=68m第48頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章49數(shù)解法(1).水泵特性曲線高效段的近似表達(dá)式（見(jiàn)例2-2）：

H=82-139Q2(2).管道特性曲線：

H=40+280.3Q2,解方程組，得：Q=0.3165m3/sH=68.08m第49頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章503.離心泵裝置工況點(diǎn)的改變H=72-70.8Q2

，H=HST+sQ2,當(dāng)管道的HST和s改變時(shí)，水泵的工況點(diǎn)隨之改變。第50頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章51作業(yè)題2-11，補(bǔ)充題1第51頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章522.8離心泵裝置調(diào)速運(yùn)行工況調(diào)速運(yùn)行：水泵轉(zhuǎn)速改變時(shí)，水泵特性曲線將發(fā)生變化，工況點(diǎn)隨之改變。1.葉輪相似定律兩臺(tái)水泵，一臺(tái)為實(shí)用泵，另一臺(tái)為模型泵（其參數(shù)用下標(biāo)m表示）。相似水泵：滿足幾何相似和運(yùn)動(dòng)相似的水泵。第52頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章53相似水泵幾何相似：水泵的相應(yīng)尺寸成比例。b2/b2m=D2/D2m=λb2和b2m分別為實(shí)用泵、模型泵的外輪寬度。D2和D2m分別為實(shí)用泵、模型泵的外輪直徑。運(yùn)動(dòng)相似：水泵對(duì)應(yīng)點(diǎn)的同名速度成比例，方向相同。第53頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章54葉輪相似第一定律：形似水泵的流量比等于容積效率比、轉(zhuǎn)速比、尺度比3次方的乘積。水泵流量公式：Q=ηvF2C

2r,式中，ηv是容積效率系數(shù)，ηv<1。F2=πD2b2是外輪出口斷面面積，C

2r是外輪出口斷面的徑向速度。第54頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章55葉輪相似第二定律形似水泵的揚(yáng)程比等于水力效率比、轉(zhuǎn)速比平方、尺度比平方的乘積。H=ηhHT,第55頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章56葉輪相似第三定律形似水泵的輸入功率比等于液體密度比、機(jī)械效率比、轉(zhuǎn)速比3次方、尺度比5次方的乘積。第56頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章57比例率：同一臺(tái)水泵以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行。第57頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章58補(bǔ)充例題：已知離心泵在轉(zhuǎn)速n1的特性曲線，求轉(zhuǎn)速n2

，n3的特性曲線。其中n1/n2=0.9，n1/n3=0.8。解：點(diǎn)2（71.3，0.1）點(diǎn)2’（57.80，0.09）點(diǎn)2”（45.60，0.08）

…第58頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章59同一臺(tái)水泵不同轉(zhuǎn)速的特征曲線第59頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章60例2-3水泵轉(zhuǎn)速n1=950rpm時(shí)的特性曲線如圖所示。管道特性曲線方程為：H=10+17500Q2

求：（1）工況點(diǎn)A(HA,QA);

（2）若HST不變，流量減少1/3時(shí)，轉(zhuǎn)速n2應(yīng)為多少？（3）n2的特性曲線。第60頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章61解：（1）作曲線H=10+17500Q2，與水泵特性曲線相交于點(diǎn)A(0.042,38.2)。此為工況點(diǎn)。（2）調(diào)整轉(zhuǎn)速，使流量減少33%，流量為0.028m3/s,在管道特性曲線上得到H=23.1m。即轉(zhuǎn)速的工況點(diǎn)為B2(0.028,23.1)。第61頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章62過(guò)點(diǎn)B2(0.028,23.1)的相似工況拋物線方程為H=kQ2。式中k=23.1/0.0282=29464.3，即：H=29646.3Q2。作曲線H=29646.3Q2。它與的特性曲線交于點(diǎn)B1(0.0369,40.0)。B1和B2為相似工況點(diǎn)。第62頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章63求轉(zhuǎn)速n2=720rpm的水泵特性曲線由上式計(jì)算各對(duì)相似工況點(diǎn)：點(diǎn)1(0,45)，點(diǎn)2(0.01,44.5)，點(diǎn)3(0.02,44)點(diǎn)1’(0,25.91)，點(diǎn)2’(0.076,25.33)，點(diǎn)3’(0.02,44)點(diǎn)4(0.03,42.5)，點(diǎn)5(0.04,35.8)，點(diǎn)4’(0.0228,24.47)，點(diǎn)5’(0.0304,22.17)，第63頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章64第64頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章65例2-4：比例率應(yīng)用的數(shù)值解法某水泵，轉(zhuǎn)速n1=950rpm時(shí)，水泵的特性曲線方程為H=45.833-458.33Q2

，管道特性曲線方程為：H=10+17500Q2

，（1）求工況點(diǎn)A(HA,QA);（2）若要求水泵的工況點(diǎn)Q=0.028m3/s，H=23.1m，轉(zhuǎn)速n2應(yīng)為多少？（3）求n2的特性曲線。第65頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章66解：（1）解方程組：H=45.833-458.33Q2

，H=10+17500Q2

，兩式相減得：-35+22083.33Q2=0Q=0.04028m3/s，H=38.396m，新的工況點(diǎn)B2(0.028,23.1)用相似拋物線求轉(zhuǎn)速n1的相似工況點(diǎn)B1。k=23.1/0.0282=29464.3，第66頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章67解方程組，以確定相似工況點(diǎn)B1。H=45.833-4583.33Q2

，H=29464.3Q2

，解得Q1=0.03669m3/s，H1=39.6631m，相似點(diǎn)：B1(0.03669,39.6631)，n1=950rpmB2(0.028,23.1)，n2=待求第67頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章68（3）求轉(zhuǎn)速n2=725rpm的水泵特性曲線方程。n1的水泵特性曲線方程H1=a-bQ12

。式中：a=45.833，b=4583.33，轉(zhuǎn)速n2的流量、揚(yáng)程設(shè)為Q2，H2。第68頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章69第69頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章70相似準(zhǔn)數(shù)——比轉(zhuǎn)數(shù)ns在葉片相似的泵群中，找出一個(gè)能反映泵群特征的模型泵。這個(gè)模型泵的特征是：流量Q=0.075m3/s，揚(yáng)程H=1m，這臺(tái)模型泵的轉(zhuǎn)速就定義為比轉(zhuǎn)數(shù)，記作ns。比轉(zhuǎn)數(shù)ns公式：模型泵：流量Q=0.075m3/s，揚(yáng)程H=1m，轉(zhuǎn)速ns

。實(shí)用泵：流量Q

，揚(yáng)程H

，轉(zhuǎn)速n。模型泵、實(shí)用泵的效率相同，轉(zhuǎn)速不同。第70頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章71比轉(zhuǎn)數(shù)ns公式消去λ：第71頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章72可見(jiàn)，揚(yáng)程小則比轉(zhuǎn)數(shù)大。揚(yáng)程與葉輪外徑、內(nèi)徑比值D2/D0有關(guān)。D2/D0越大，揚(yáng)程就越大，比轉(zhuǎn)數(shù)就越小。第72頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章73離心泵型號(hào)舉例12Sh-28A12：吸水口直徑12英寸，1in=2.54cmSh：?jiǎn)渭?jí)雙吸離心泵28：ns=280A：葉輪經(jīng)一次切削第73頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章74作業(yè)2-14，2-15補(bǔ)充題2、3第74頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章752.9離心泵換輪運(yùn)行工況同一臺(tái)泵使用不同直徑的葉輪。原設(shè)計(jì)泵：D2，Q，H，N，切削泵：D’2，Q’，H’，N’，原設(shè)計(jì)泵與切削泵的效率、轉(zhuǎn)速相同。第75頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章76（相似拋物線）第76頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章77第77頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章78第78頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章79補(bǔ)充例題水泵葉輪直徑D1=250mm，轉(zhuǎn)速n=950r/min時(shí)的特性曲線如圖所示。管道特性曲線方程為：H=10+17500Q2

求：（1）工況點(diǎn)A(HA,QA);

（2）用換論法調(diào)節(jié)流量，如果使流量減少1/3，切削輪的直徑D2應(yīng)為多少？（3）D2的特性曲線。第79頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章80解：（1）作曲線H=10+17500Q2，與水泵特性曲線相交于點(diǎn)A(0.042,38.2)。此為工況點(diǎn)。（2）調(diào)整轉(zhuǎn)速，使流量減少33%，流量為0.028m3/s,在管道特性曲線上得到H=23.1m。即轉(zhuǎn)速的工況點(diǎn)為B2(0.028,23.1)。第80頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章81過(guò)點(diǎn)B2(0.028,23.1)的相似工況拋物線方程為H=kQ2。式中k=23.1/0.0282=29464.3，即：H=29646.3Q2。作曲線H=29646.3Q2。它與的特性曲線交于點(diǎn)B1(0.0369,40.0)。B1和B2為相似工況點(diǎn)。第81頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章82作D2的特性曲線。由上式計(jì)算各對(duì)相似工況點(diǎn)：點(diǎn)1(0,45)，點(diǎn)2(0.01,44.5)，點(diǎn)3(0.02,44)點(diǎn)1’(0,25.91)，點(diǎn)2’(0.076,25.33)，點(diǎn)3’(0.02,44)點(diǎn)4(0.03,42.5)，點(diǎn)5(0.04,35.8)，點(diǎn)4’(0.0228,24.47)，點(diǎn)5’(0.0304,22.17)，第82頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章83第83頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章84作業(yè)補(bǔ)充題4第84頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章852.10離心泵并聯(lián)及串聯(lián)運(yùn)行1、并聯(lián)水泵的特性曲線設(shè)有n臺(tái)水泵并聯(lián)工作，每臺(tái)泵產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p（揚(yáng)程為H），每臺(tái)泵的供水流量為Q。用一臺(tái)大泵代替這n臺(tái)泵，這臺(tái)大泵產(chǎn)生的壓強(qiáng)應(yīng)為p（揚(yáng)程應(yīng)為H），流量則為各臺(tái)小泵流量之和。假想的大泵的特性曲線由小泵的特性曲線采用等揚(yáng)程的流量疊加法得到。第85頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章86第86頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章872、同型號(hào)、同水位的2臺(tái)泵并聯(lián)并聯(lián)泵的特性曲線繪制：采用等揚(yáng)程的流量疊加法。列斷面0-0、2-2的伯努利方程：第87頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章88第88頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章89例：兩臺(tái)14SA-10型水泵并聯(lián)運(yùn)行，求工況點(diǎn)。已知：z1-z0=40m。L1=4m，L2=16m，L3=100md1=350mm，d2=450mm，d3=600mm第89頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章90求管道的特性曲線：鋼管n=0.012第90頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章91水泵的特性曲線:H=82-139Q12=82-34.75Q2

求并聯(lián)水泵運(yùn)行工況的數(shù)值法解方程組：H=82-34.75Q2

，H=40+3.177Q2

，得：Q=0.9185m3/s，H=42.68m第91頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章92求并聯(lián)水泵運(yùn)行工況的圖解法計(jì)算特性曲線坐標(biāo)點(diǎn)：Q(m3/s)00.20.40.60.81.01.2H=82-34.75Q2(m)

8280.676.469.559.8H=40+3.177Q2

(m)4040.140.541.142.043.144.4根據(jù)計(jì)算的坐標(biāo)點(diǎn)作特性曲線。第92頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章93第93頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章94多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行第94頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章953.2臺(tái)不同型號(hào)水泵的并聯(lián)運(yùn)行理論分析：1#泵、2#泵的特性曲線已知。對(duì)于1#泵，斷面0-0和斷面B的伯努利方程：HB1稱為1#泵在B點(diǎn)的折引揚(yáng)程。第95頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章96同樣，對(duì)于2#泵，斷面0-0和斷面B的伯努利方程：HB2稱為2#泵在B點(diǎn)的折引揚(yáng)程。第96頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章97對(duì)于主干管段BD應(yīng)用伯努利方程：第97頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章982臺(tái)不同型號(hào)水泵的并聯(lián)工況點(diǎn)的數(shù)解法1#泵在B處的揚(yáng)程：HB1=H1-SABQ122#泵在B處的揚(yáng)程：HB2=H2-SCBQ22主干管段BD的特性方程：HB=HST+SBDQ2第98頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章99解聯(lián)立方程：6個(gè)方程可解6個(gè)未知數(shù)：HB，HB1，HB2，Q，Q1，Q2。第99頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1002臺(tái)不同型號(hào)水泵的并聯(lián)工況點(diǎn)的圖解法HB1=H1-SABQ12

HB2=H2-SCBQ22HB=HST+SBDQ2方程組表示兩臺(tái)泵在B處并聯(lián)供水第100頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章101第101頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章102例：2臺(tái)泵的并聯(lián)供水1#泵，14SA-10型，特性曲線：H=82-139Q12。2#泵，250S65型，特性曲線：H=80-886Q22。管路：l1=4m，d1=350mm，l2=16m，d2=300mm，l3=4m，d3=250mm，l4=20m，d4=300mm，l=100m，d=440mm，鋼管：n=0.012z1=40m，z0=0第102頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章103數(shù)值法第103頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章104第104頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章105第105頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章106解方程組：HB=40+9.613Q2

，H1B=82-155.18Q12

，H2B=80-913.9Q22

，HB=H1B=H2B，Q=Q1+Q2，設(shè)x=HB=H1B=H2B，第106頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章107試算：x504544.5f(x)0.38460.0372-0.0048第107頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章108圖解法第108頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1094.兩臺(tái)同型號(hào)泵并聯(lián)，一臺(tái)泵定速，另一臺(tái)泵調(diào)速已知：1#泵轉(zhuǎn)速可調(diào)，2#泵定速運(yùn)行，轉(zhuǎn)速為n2，兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行，已知總流量Q，求1#泵轉(zhuǎn)速n1

。第109頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章110分析：2#泵在B處的折引揚(yáng)程曲HB2~Q

已知。過(guò)工況點(diǎn)P作水平線，得點(diǎn)R和流量Q2。由Q1+2=Q1+Q2求出Q1

，得到點(diǎn)N。這是曲線HB1~Q

上的一點(diǎn)。第110頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章111利用水頭損失曲線hwAB~Q

可以確定1#泵特性曲線H1~Q上的點(diǎn)M。過(guò)定點(diǎn)M作相似工況拋物線H=kQ2

，交曲線H2~Q于T點(diǎn)。由點(diǎn)T和點(diǎn)M的參數(shù)可以確定n1

。第111頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章112解題方法：管道BD特征曲線：HB=HST+hWBD

，1#泵在B的揚(yáng)程：HB1=H1-hWAB，2#泵在B的揚(yáng)程：HB2=H2-hWCB，第112頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章113圖解法步驟(1)作2#泵特征曲線H2~Q。第113頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章114圖解法步驟(2)作BC段水頭損失曲線hWBC~Q。第114頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章115圖解法步驟(3)作2#泵移至B的特征曲線H2B~Q。第115頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章116圖解法步驟(4)作BD段水頭損失曲線hWBD~Q。第116頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章117(5)在管道BD特性曲線上，由總流量Q找出工況點(diǎn)P。(6)過(guò)P作水平線，交H2B~Q于點(diǎn)R。得到2#泵流量Q2。點(diǎn)R(Q2,H2B)。第117頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章118圖解法步驟(7)求1#泵流量：Q1=Q-Q2。得點(diǎn)N(Q1,H1B)。第118頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章119圖解法步驟(8)作BA段水頭損失曲線hWBA~Q。與hWBC~Q同。(9)由H1=H1B+hWBA，得到點(diǎn)M(Q1,H1)。即1#泵的工況點(diǎn)。第119頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章120圖解法步驟(10)計(jì)算k=H1/Q12的值。(11)作相似拋物線H=k

Q2

，交2#泵特性曲線于點(diǎn)T(Q2’,H2’)。第120頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章121圖解法步驟(12)由，求出n2。第121頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章122例：調(diào)速泵并聯(lián)運(yùn)行工況圖解法已知：1#泵，n1未知。2#泵，n2=1450rpm。1#、2#泵特性曲線：如圖所示。z0=0，z3=40m。管段AB:L1=15m，d1=0.36m。管段CB:L2=20m，d2=0.36m。管段BD:L=100m，d=0.60m。鑄鐵管，n=0.013?？偭髁縌=1.1m3/s，求轉(zhuǎn)速n1。第122頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章123解：各管段沿程損失系數(shù)計(jì)算：各管段沿程水頭損失計(jì)算：第123頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章124對(duì)于斷面B和3-3應(yīng)用伯努利方程第124頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章125A(1.1，43)；B(0.62，43)；C(0.48，43)C1(0.48，45)；過(guò)C1的相似拋物線H=195Q2

，拋物線與H~Q,n2交點(diǎn)：C2(0.53，54)第125頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章126點(diǎn)C2，n2=1450r/min，Q2=0.53m3/s，點(diǎn)C1，轉(zhuǎn)速n1，

Q1=0.48m3/s，第126頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章127第127頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章128補(bǔ)充作業(yè)已知：兩泵并聯(lián)供水。1#泵，14SA-10型，特性曲線：H1=72-70.8Q12

。2#泵，250S65型，泵特性曲線：H2=80-886Q22

。z0=0，z3=40m。管段AB:L1+L3=30m，d1=d3=350mm。管段CB:L2+L4=40m，d2=d4=280mm。管段BD:L=200m，d=500mm。鑄鐵管，n=0.013。分別用數(shù)值法和圖解法求各管流量Q，Q1，Q2。第128頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章129圖解法提示基本方程：H1=72-70.8Q12，H2=80-886Q22，hWAB=14.10Q12，hWCB=61.80Q22，hWBD=14.03Q2，第129頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章130第130頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章131圖解法步驟1.作曲線H1=72-70.8Q12，2.作曲線hWAB=14.10Q12，3.作曲線HB1=H1-hWAB

，4.作曲線H2=80-886Q22，5.作曲線hWCB=61.80Q22,6.作曲線HB2=H2-hWCB

，7.作曲線H=HST-hWBD=HST-14.03Q2，8.作曲線HB~Q1+2

，9.求Q，Q1，Q2。第131頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章132水泵串聯(lián)工作第132頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1332.11離心泵的吸水性能1.水泵的最大安裝高度對(duì)水面0-0和水泵進(jìn)口斷面1-1應(yīng)用伯努利方程：第133頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章134水泵進(jìn)口的壓強(qiáng)p1不能太低，否則，水就會(huì)氣化，形成局部氣泡（氣穴）。氣泡隨水流運(yùn)動(dòng)到了高壓區(qū)就會(huì)破裂，引起局部爆炸，損壞管壁（氣蝕）。因此，p1應(yīng)該高于水的氣化壓強(qiáng)pva

。氣化壓強(qiáng)pva與水溫有關(guān)，見(jiàn)表2-8。第134頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章135pa是當(dāng)?shù)卮髿鈮?，pva是汽化壓強(qiáng)。廠家根據(jù)水泵行業(yè)的規(guī)范，提出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的允許吸上真空高度值：pa0一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101325Pa，pv0是水在20℃的汽化壓強(qiáng)。第135頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章136根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件，水泵進(jìn)水口的真空壓強(qiáng)的允許值可以這樣計(jì)算：算第136頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章137例：12SA-19A水泵，流量Q=0.22m3/s，進(jìn)口直徑d=0.3m，吸水管的水頭損失hw=1m，允許真空值Hs=4.5m，當(dāng)?shù)睾０胃叨?000m，水溫40℃。試計(jì)算水泵的最大安裝高度。解：對(duì)于斷面0-0和1-1應(yīng)用伯努利方程：第137頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章138解法1：對(duì)于斷面0-0和1-1應(yīng)用伯努利方程：算第138頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章139算得水泵的安裝高度為：第139頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章140氣蝕余量的概念有些水泵安裝在吸水井水面下方。對(duì)0-0和1-1應(yīng)用伯努利方程：第140頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章141對(duì)于鍋爐泵、軸流泵，Hsv的值要求很大，因此要求z1<z0。第141頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1422.13軸流泵及混流泵軸流泵的構(gòu)造第142頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章143軸流泵的性能特點(diǎn)：高效段很窄小。非高效段的曲線H~Q、N~Q、η~Q都很陡。軸流泵的應(yīng)用：軸流泵揚(yáng)程小，流量大，多應(yīng)用于雨水泵站、防洪排澇泵站、廠區(qū)循環(huán)泵站。第143頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1442.14給排水工程中常用的葉片泵1.IS系列單級(jí)單吸離心泵屬清水泵型號(hào)舉例：IS100-65-250AIS：采用ISO標(biāo)準(zhǔn)100：泵的吸水口直徑100mm65：泵出水口直徑65mm250：葉輪直徑250mmA:第一次切削第144頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1452.Sh(SA)系列單級(jí)雙吸離心泵清水泵型號(hào)舉例：12Sh-28A12：吸水口直徑12英寸，1in=2.54cmSh：?jiǎn)渭?jí)雙吸離心泵28：ns=280A：葉輪經(jīng)一次切削第145頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1463.D(DA)系列多級(jí)式離心泵型號(hào)舉例：100D16A×12100:吸水口直徑100mmD:單吸多級(jí)16：?jiǎn)渭?jí)揚(yáng)程16mA:葉輪經(jīng)第一次切削12：12級(jí)第146頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1474.JD(J)系列深井泵用于開(kāi)采地下水型號(hào)舉例：6JD-28×116：適用于井徑6in以上JD：深井、多級(jí)28：額定流量28m3/h11：11級(jí)第147頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1485.潛水泵型號(hào)舉例：500QG(W)-2400-22-220500：泵出口直徑500mmQG：潛水供水泵W：蝸殼式2400：流量240028m3/h22：揚(yáng)程22m220：電機(jī)功率220kW第148頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1496.污水泵第149頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章150補(bǔ)充題1.用一臺(tái)12Sh-19型離心泵抽水，其特性曲線高效段如圖所示。已知：吸水管直徑d1=350mm，長(zhǎng)度l1=15m,沿程損失系數(shù)λ1=0.028，壓水管直徑d2=400mm，長(zhǎng)度l2=1200m,沿程損失系數(shù)λ2=0.024，靜揚(yáng)程HST=15m。用圖解法求工況點(diǎn)的流量和揚(yáng)程。第150頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章151第151頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第2章1522.12Sh-9B離心泵在轉(zhuǎn)速n1=1450r/min時(shí)特性曲線高效段如圖所示。管道特性方程為：H=32+260Q2,用圖解法求解。(1)求水泵工況點(diǎn)的流量和揚(yáng)程。(2)管道設(shè)置不變，采用調(diào)速改變流量，使流量調(diào)節(jié)至工況點(diǎn)流量的3/4，則轉(zhuǎn)速n2應(yīng)為多少？(3)繪制轉(zhuǎn)速n2的水泵特性曲線。第152頁(yè)/共165頁(yè)2023/4/16泵與泵站第