離心泵特性曲線省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課百校聯(lián)賽優(yōu)質(zhì)課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第六節(jié)離心泵特征曲線—揚(yáng)程、功率、效率隨水流量改變規(guī)律—曲線表示方法：試驗(yàn)性能曲線、相對(duì)性能曲線、綜合性能曲線（型譜圖）通用性能曲線（軸流泵）、全方面性能曲線等—汽蝕曲線1/31第六節(jié)離心泵特征曲線

復(fù)習(xí)：揚(yáng)程表示式

2/31新問題：

1、實(shí)際工作除對(duì)揚(yáng)程提出要求外，還對(duì)流量提出要求，對(duì)于泵其它基本參數(shù)在選型和使用時(shí)，也應(yīng)有相關(guān)要求，故需要提出一個(gè)能直接反應(yīng)泵基本參數(shù)之間關(guān)系方程——特征方程

2、水泵實(shí)際工作流量和揚(yáng)程往往是在某一個(gè)區(qū)間內(nèi)改變，當(dāng)實(shí)際工作偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，泵內(nèi)流態(tài)變得很復(fù)雜，因?yàn)槔碚摲椒O難得到準(zhǔn)確表示式，所以采取性能試驗(yàn)和汽蝕試驗(yàn)繪制經(jīng)驗(yàn)曲線——性能曲線，同時(shí)依據(jù)對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)回歸得出經(jīng)驗(yàn)方程設(shè)計(jì)工況——設(shè)計(jì)離心泵時(shí)所采取工況，此時(shí)離心泵效率最高

3/31一、性能曲線名稱及形式

1.1名稱（在轉(zhuǎn)速一定下）

揚(yáng)程曲線：Q-H

功率曲線：Q-N

效率曲線：Q-

氣蝕曲線：

Q-Hs

4/31一、性能曲線名稱及形式1.2形式

試驗(yàn)性能曲線：各參數(shù)隨流量改變規(guī)律

全方面性能曲線：反應(yīng)水泵工況、水泵制開工況、水輪機(jī)工況和水輪機(jī)制開工況四象限性能曲線

相對(duì)性能曲線：相同水泵性能曲線，不一樣比轉(zhuǎn)速

通用性能曲線：對(duì)離心泵為在不一樣轉(zhuǎn)速下各性能曲線，對(duì)軸流泵為在不一樣葉片安放角下性能曲線

綜合性能曲線：不一樣水泵高效區(qū)性能曲線

5/31二、理論性能曲線

——

（定性分析）

2.1公式推導(dǎo)（P28）由得6/31理論特征曲線試驗(yàn)特征曲線2.2對(duì)理論揚(yáng)程修正

(1)對(duì)一維流假定修正：反旋引發(fā)揚(yáng)程下降→曲線1(2)對(duì)理想流體假定修正：泵內(nèi)摩阻損失→曲線2，沖擊損失→曲線3(3)對(duì)泄漏與回流修正：容積損失→曲線4

(4)對(duì)機(jī)械磨損修正：機(jī)械損失對(duì)揚(yáng)程無影響，對(duì)功率有影響（軸承、填料軸封、圓盤摩擦損失）

7/31離心泵理論特征曲線QH8/312.3效率概念1.水力效率2.容積效率3.機(jī)械效率概念：

有效功率水功率軸功率4.總效率：

9/31泵效率知識(shí)

在泵正常工作范圍內(nèi)：水力阻力損失功率占30%

葉輪圓盤損失功率占8.2%（提升圓盤及泵體表面光滑度，盡可能減小葉輪外徑）止推軸承摩擦損失功率占6%（合理軸向力平衡辦法可減?。┧p失組成:主要由葉輪、圓盤摩擦損失、葉輪番道摩擦損失、葉輪番道擴(kuò)散損失組成10/31實(shí)測(cè)特征曲線（P32圖2－27）揚(yáng)程曲線效率曲線功率曲線汽蝕曲線11/31三.實(shí)測(cè)特征曲線討論

3.1與理論特征線關(guān)系：

定性分析理論特征曲線有利于了解實(shí)測(cè)特征線改變趨勢(shì)，水泵廠經(jīng)過實(shí)測(cè)方法得到水泵特征線

3.2前彎式葉片弊端

(1)前彎式葉片：水泵揚(yáng)程和軸功率隨流量升高而升高，造成電機(jī)過載，對(duì)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行不利(2)動(dòng)揚(yáng)程大（C2），水力損失大，效率低。

12/31三.實(shí)測(cè)特征曲線討論3.3性能曲線具有“揚(yáng)程隨流量上升而下降”特征，一方面有利于電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，其次與管網(wǎng)“阻力隨流量增加而上升”特征相匹配，便于在能量供求關(guān)系平衡條件下達(dá)成工況點(diǎn)自動(dòng)穩(wěn)定。3.4在最高效率點(diǎn)周圍一定范疇為水泵運(yùn)行高效區(qū)（不低于最高效率10%）3.5啟動(dòng)時(shí)，水泵在零流量下運(yùn)行，其功率（30%N）消耗于機(jī)械摩擦，泵殼溫度上升，故離心泵關(guān)閥啟動(dòng)時(shí)間不宜過長13/31三.實(shí)測(cè)特征曲線討論3.6選配電機(jī)（P33表2-1）（2-50）考慮原因：選擇水泵運(yùn)行過程中可能碰到最大軸功率小知識(shí)：對(duì)于低比轉(zhuǎn)速離心泵需要進(jìn)行無過載設(shè)計(jì)

3.7氣蝕曲線反應(yīng)對(duì)應(yīng)流量下水泵允許最大吸上真空高度，并非運(yùn)行時(shí)實(shí)際真空值3.8水泵抽吸其它液體時(shí)應(yīng)依據(jù)該液體密度（功率）及粘度（揚(yáng)程）進(jìn)行換算14/31作業(yè):第六節(jié)習(xí)題：P108習(xí)題5、6（第五版）15/31第七節(jié)離心泵定速運(yùn)行工況討論額定轉(zhuǎn)速下離心泵運(yùn)行參數(shù)隨流量改變16/31第七節(jié)離心泵定速運(yùn)行工況

引言：

特征曲線反應(yīng)水泵本身潛在工作能力水泵裝置實(shí)際工況反應(yīng)水泵實(shí)際做功情況概念：工況點(diǎn)——水泵裝置在某瞬時(shí)實(shí)際出水量、揚(yáng)程和功率以及吸上真空高度。

17/31一、管道阻力特征曲線及表示式

P35圖2-281.1定義：水流經(jīng)過管道時(shí)，水頭損失與流量關(guān)系曲線式中：S——管路阻力損失當(dāng)V>1.2m/s

當(dāng)v<1.2m/s

18/311.2管路系統(tǒng)特征曲線及方程表示式

P35圖2-29

物理意義：曲線上任一點(diǎn)K縱坐標(biāo)H表示水泵輸送流量Q所需提供靜揚(yáng)程，以及為此而消耗于管路中水力損失，即

19/31二、圖解法求水箱出流工況點(diǎn)

P36圖2-302.1直接法(a)：能量線與管路系統(tǒng)特征線求交點(diǎn)物理意義：水箱所提供總比能H與管道所消耗總比能數(shù)量相等2.2折引法(b)：從能量線上扣除管路阻力特征曲線后與橫軸求交物理意義：水箱所提供比能H全部消耗于連接管路摩阻上

20/31

直接法折引法能量線與管路系統(tǒng)特征線求交點(diǎn)

從能量線上扣除管路阻力特征曲線后與橫軸求交

21/31三、圖解法求離心泵裝置工況點(diǎn)

3.1工況點(diǎn)求解步驟

P37圖2-31（直接法）

圖2-32（折引法）

直接法步驟：繪制水泵特征曲線（樣本提供）；公式計(jì)算管路阻力特征曲線；結(jié)合進(jìn)出水池水位差（凈揚(yáng)程）繪出管路系統(tǒng)特征線；交點(diǎn)M為水泵裝置工況平衡點(diǎn)

22/31直接法求解步驟繪制水泵特征曲線（樣本提供）；公式計(jì)算管路阻力特征曲線；結(jié)合進(jìn)出水池水位差（凈揚(yáng)程）繪出管路系統(tǒng)特征線；交點(diǎn)M為水泵裝置工況平衡點(diǎn)23/31折引法求解步驟繪制水泵特征曲線（樣本提供）；公式計(jì)算管路阻力特征曲線；從泵特征曲線上扣除管路特征線所對(duì)應(yīng)阻力損失，靜揚(yáng)程對(duì)應(yīng)高度所求交點(diǎn)，在加上扣除損失，即為對(duì)應(yīng)泵流量和揚(yáng)程。24/313.2動(dòng)態(tài)平衡分析

P32圖2-36小于工況點(diǎn)流量點(diǎn)K：泵提供比能大于管路所需能耗，多出能量使流量增加，工況點(diǎn)右移直至M大于工況點(diǎn)流量點(diǎn)D：泵提供比能小于管路所需能耗，不足能量（抽力不夠）使流量降低，工況點(diǎn)左移直至M

25/313.3極限工況點(diǎn)定義：管道上全部閘閥全開時(shí)水泵工況點(diǎn)。注意：管路特征線隨閘閥開度不止一條

討論觀點(diǎn)：管路特征曲線是不一樣閥門開度對(duì)應(yīng)管路曲線上不一樣點(diǎn),對(duì)于固定管路不論閥門開度怎樣,管路特線曲線僅一條26/31錯(cuò)誤觀點(diǎn)：將管路特征線定義為不一樣閥門開度對(duì)應(yīng)最大流量與管路所需耗能關(guān)系線。正確觀點(diǎn)：管路特征線隨閘閥開度不止一條，對(duì)于同一開度，管路特征先反應(yīng)了不一樣流量下，管路阻力特征。極限工況點(diǎn)為閘閥全開時(shí)水泵及管路特征線交點(diǎn)。討論27/31四、離心泵工況點(diǎn)改變

P38圖2-33離心泵工況點(diǎn)隨水位改變

4.1工況點(diǎn)改變（客觀上）：管路特征線改變比如：水位改變、用水流量改變、管路特征（管道堵塞或破裂、閘閥開度改變）改變等28/31工況點(diǎn)改變結(jié)果可能是水泵工況偏離高效區(qū)，對(duì)此需進(jìn)行調(diào)整4.2工況點(diǎn)調(diào)整（主觀上）：為使水泵裝置高效運(yùn)行，比如：閘閥調(diào)整——經(jīng)過改變管路特征改變能量供求平衡關(guān)系變速調(diào)整——經(jīng)過改變水泵轉(zhuǎn)速方法改變水泵特征線變徑調(diào)整——切削調(diào)整，經(jīng)過改變?nèi)~輪外徑方法改變水泵特征線變角調(diào)整——軸流泵經(jīng)過改變?nèi)~片安放角改變水泵特征線29/31五、數(shù)解法求離心泵裝置工況點(diǎn)

實(shí)質(zhì)：聯(lián)立水泵特征線方程、管路特征線方程，方程組根即為水泵工況點(diǎn)

5.1水泵特征線方程用待定