叶片泵的比转速比转速.pps

四、 叶片泵的比转速比转速（ns） 目前，叶片泵的叶轮构造和水力性能及尺 寸大小是多种多样的，需要一个综合性的 指标，即比转数(又叫比速)来对叶片泵进 行分类和比较，将同类型的泵组成一个系 列，以利于水泵的设计和生产。 将模型泵的H2l m，Q20.075m3s代入 可得下式 注意下列几点 (1)Q和H是指水泵最高效率时的流量和扬程， 也即水泵的设计工况点。 (2)比转数n，是根据所抽升液体的容重r 1000kgm3时得出的，也即根据抽升20左右 的清水时得出的。 (3)Q和H是指单吸、单级泵的流量和扬程。如 果是双吸式水泵，则公式中的Q值，应该采用 水泵设计流量的一半也即采用(Q/2)。若是多级 泵，H应采用每级叶轮的扬 程。 注意下列几点 (4)对于任一台水泵而言，比转数不是 无因次数，它的单位是“rmin”。可 是，由于它并不是一个实际的转速， 它只是用来比较各种水泵性能的一个 共同标准。因此，它本身的单位含义 ，无多大用处，一般在书本中均略去 不写。 比转速换算表比转速换算表 比转数讨论 (1) 当转速n一定时，ns越大，表示这种水泵的流量越 大，扬程越低，反之，比转数越小，表示这种泵的流 量小，扬程高。 (2)叶片泵叶轮的形状、尺寸、性能和效率都随比转 数而变的。因此，使用比转数ns公式，可对叶片泵进 行分类。 比转数分类图 例题 1、一台SH型水泵流量为45L/S，扬 程为78m，额定转速2900r/min，计 算其比转速？（ns=60.5） 2、已知某水泵流量为360m3/h，扬程 为10m，额定转速1450r/min，试判 别其水泵的类型？（ns=297.6） 第一节叶片泵运行时的工况点 通过对离心泵基本性能曲线分析，可以看出 ，每一台水泵在一定的转速下，都有它自己 固有的特性曲线，此曲线反映了该水泵本身 潜在的工作能力。这种潜在的工作能力，在 现实泵站的运行中，就表现为瞬时的实际出 水量(Q)、扬程(H)、轴功率(N)以及效率() 值等。我们把这些值在QH曲线、QN曲线 、以及Q一曲线上的具体位置，称为该水泵 装置的瞬时工况点，它表示了该水泵在此瞬 时的实际工作能力 。 第一节叶片泵运行时的工况点 工况 点 第一节叶片泵运行时的工况点 泵站中决定离心泵装置工况点的因素有 3个方面： 1水泵本身的型号； 2水泵运行的实际转速； 3输配水管路系统的布置 以及进、出水池的水位。 下面我们将对水泵在定速运行情况下以 及调节运行情况下，工况点的确定以及 影响工况点的诸因素分别进行讨论。 一、管道系统特性曲线 1、管道水头损失特性曲线 在水力学中，我们已经知道，水流经过管道时，一定存在管道水 头损失。其值为： h= hf+hl hf管道中沿程水头损失之和； hl管道中局部水头损失之和。 h=SQ h=SQ2 2 即管道水头损失特性方程 即管道水头损失特性方程 由该曲线绘出曲线为管道水头损失特性曲线由该曲线绘出曲线为管道水头损失特性曲线 h损 2、管道系统特性曲线Q H需 将管道水头损失与水泵静扬程HsT联系考虑， 得方程H需=HsT+ h，画出管道系统特性曲线。 管道水头损失特性曲线管道水头损失特性曲线 管道系统特性曲线管道系统特性曲线 h=SQ h=SQ 2 2 H需=HsT+ h 二、叶片泵装置工况点的确定 有两种方法：图解法和数解法。 （一）、图解法：简明、直观，工程中应用广泛。 解法：a、绘水泵性能曲线QH； b、绘管道系统特性曲线QH需； C、两曲线相交点M称为水泵装置工况点（工作点 ），此时，M点对应横坐标QA和纵坐标HA分别为水泵装置 的出水量和扬程。 （一）图解法求离心泵装置工况点 装置工况点 （二）、数解法求离心泵装置的工况点（抛物线法） 水泵性能曲线QH方程和管道系统特性曲线QH需方 程联合求解可求。 即 H=f(Q) H=HST+SQ2 一般水泵厂仅提供QH曲线的高效段，设方 程为H=H0-hx=H0-S0Q2 H0水泵Q=0时的虚扬程 由于QH曲线的高效段已知，可在曲线上设两 点（Q1，H1和Q2，H2 ），求 （二）数解法 两方程联合求解，得 （三）离心泵工作点的校核 离心泵在此工作点工作是否正常，主要 从以下几点进行校核： 1、流量和扬程是否满足使用要求； 2、水泵是否在高效区工作； 3、水泵不超载或空载； 4、水泵不发生汽蚀。 水泵的工况点调节方法原理：水泵运行工作点， 主要是由水泵的性能曲线和管路系统特性曲线的 交点确定的。因此，当水泵的工作点不符合流量 要求时或不在高效区运行时，可以改变水泵的性 能曲线或管路系统特性曲线的方法移动工作点， 达到符合经济运行的目的，此法称为水泵的工况 点调节。 第三节 叶片泵的工况点调节 叶片泵的工况点调节 Q QH QH需 第三节 叶片泵的工况点调节 水泵的工况点调节方法有： 1、变速调节； 实现方法：采用可变电动机或可变速传动设备 。 2、变径调节（车削调节）； 3、闸阀调节； 改变水泵出水闸阀的开启度来进行调节。缺点 ：消耗能量大。但方便易行。 1、变速调节 调速运行大大地扩展了离心泵的有效工作范围，是泵 站运行中十分合理的调节方式。 （1）变速方法； （2）水泵转速的确定：根据比例律公式。 比例律应用的图解方法 比例律在泵站设计与运行中的应用，最常遇 到的情形有二种： (1)已知水泵转速为n1时的(QH)1曲线如图所 示，但所需的工况点，并不在该特性曲线上 ，而在坐标点A2(Q2，H2)处。现问：如果需 要水泵在d点工作，其转速n2应是多少? (2)已知水泵n1时的(QH)1曲线，试用比例律 翻画转速为n2时的(QH)2曲线。 比例律应用的图解法 采用“相似工况抛物线”方法来求解n2 ： 方法：1、求“相似工况抛物线”方程： 由比例律得H=KQ2 2、将A2(Q2，H2)代入H=KQ2得K值，作H=KQ2 方程曲线，与转速为n1的(QH) 曲线相交得 点A1 (Q1,H1) ， A1与A2相似。 3、由比例律一得： 比 例 律 应 用 的 图 解 图 求 n2 n=n1 n=n2 n2n1 调速途径及范围 实现变速调节的途径一般有两种方式。 一种方式是电机转速不变，通过中间偶合器以达到 改变转速的目的。属于这种调速方式的常见有液力液力 偶合器偶合器，它是用油作为传递力矩的介质，是属于滑 差传动的一种。 另一种方式是电机本身的转速可变。属于这种调速 方式的有改变电机定子电压调速，改变电机定子极 数调速，改变电机转子电阻调速，串级调速以及变变 频调速频调速等多种。 2、变径调节（车削调节） 水泵的原叶轮外径在车床上切削后再安装好进行运 转。经过切削后的叶轮，其特性曲线就按一定的规 律发生变化。切削叶轮是改变水泵性能的一种简便 易行的办法，即所谓变径调节。 如果叶轮切削量不大，满足叶轮切削律： 车削抛物线方程 二、切削律的应用 切削律在应用上一般可能遇到两类问题。 第一类问题：已知叶轮的切削量，求切削前后水 泵特性曲线的变化。也即；已知叶轮外径D2的特 性曲线，要求画出切削后的叶轮外径为D2时的水 泵特性曲线(QH)曲线、(QP)曲线及(Q )曲线。 解决这一类问题的方法归纳为“选点计算、立 点、连线”四个步骤 。 1、在已知的水泵(QH)曲结上进行“选点”； 2、用切削律公式计算； 3、 “立点”； 4、光滑曲线进行连线。 利 用 切 削 律 翻 画 特 性 曲 线 第二类问题： 根据用户需求，要水泵在B点工作，流量为QB，扬程 为HB，B点位于该泵的(QH)曲线的下方如图所示。 ，现使用切削方法，使水泵的新特性曲线通过B点，试 问：切削后的叶轮直径D2 是多少? 对于这类问题，已 知的条件是：现有水泵的叶轮直径D2及(QH)曲线和 B点的坐标(QB，HB ）。 由切削律得H=KQ2 “切削抛物线”方程，又称等效率曲线方程。 求法：1、将B点的QB 、HB ，代入“切削抛物线”方程 ，求出KB值 ； 2、绘“切削抛物线”曲线，与（QH）曲线交于A 点（ QA，HA ），由（ QA，HA ）和(QB，HB ） 代入切削律，求得D2 。 用切削抛物线求叶轮切削量 应用切削律，应注意几个问题： 1、水泵叶轮的切削应有一定的限量； 2、对于不同构造的叶轮切削时，应采取不同的方式 。低比转数的叶轮，切削量对叶轮前后两盖板和叶片 都是一样的；对于高比转数离心泵叶轮，则切削量不 同，后盖板的切削量应大于前盖板； 3、离心泵叶轮切削后，其叶片的出水舌端就显得比 较厚。如能沿叶片弧面在一定的长度内锉掉一层，则 可改善叶轮的工作性能。 4、叶轮切削是解决水泵类型、规格的有限性与供水 对象要求的多样性之间矛盾的一种方法，它使水泵的 使用范围扩大。 叶轮的切削方式 低比转数离心泵 高比转数离心泵 混流泵 叶轮切削后叶片的锉尖 叶 轮 切 削 限 量 泵的工作范围泵的工作范围 300S-32300S-32 三、变角调节 改变叶片安装角度可以使水泵性能改变，达 到调节水泵工况的目的。这种调节方法称变 角调节。它适用于叶片可调节的轴流泵与棍 流泵。 安装角安装角 四、变阀调节 改变出水管路中闸阀的开启度，可以使管 路系统性能改变，达到调节工况的目的。称节 流调节。闸阀关小，管路中的局部水头损失增 加，管路系统性能曲线向左上方移动，工况点 也向左上方移动。闸阀关得越小，局部水头损 失越大，流量也就越小。 变阀调节不仅造成额外损失，还减少了出 量，不经济。但由于简单易行，在水能实验中 仍被广泛采用。在实践中，离心泵机组常用闸 阀来调节流量，防止过载和汽蚀。 叶片泵的工况点调节 Q QH QH需1 QH需2 阀门关小阀门关小 工作点工作点 1、什么是叶片泵工作点？它由哪些因素构成？工作 点确定有哪些方法？ 2、什么是工况调节？叶片泵有哪几种工况调节法？ 各