第3章水泵的能量性能

1、 第三章 水泵的能量性能 第一节第一节 水泵的理论性能水泵的理论性能 一、扬程一、扬程流量曲线流量曲线 g vuvu H uu T 1122 g vu H u T 22 2222 ctgvuv mu g ctgvuu H m T 222 2 2 222 2 bD Q v T m TT Q bDg ctgu g u H 222 22 2 2 TT Q bDg ctgu g u H 222 22 2 2 2 =90 2 90 w u v v u 2 w v (a)(b)(c) 2 2 m22 2 2 w u2 2 v2 2 1 1 1 w1 1 v 1u v2 u2 2 2 w 2 w1v1 1u

2、 后弯叶片(2 90): 当HT=0时， QT= 当QT =0时， TT BQAH w u v v u 2 w v (a)(b)(c) 2 2 m22 2 2 w u2 2 v2 2 1 1 1 w 1 1 v 1u v2 u2 2 2 w 2 w1v1 1u 22222 tgbDu g u HT 2 2 修正修正: : (1)有限叶片修正: HTKHT , 1K0 (2)泵内水力损失修正: (3)容积损失修正: Q O H2 QT hf Q)(H QT) (H (HTQT) (HT QT) HT q 2 u2 g 图 3-2 HQ曲线分析图 u2D2b22tg2 QT hj Q O H2 Q

3、T hf Q)(H QT) (H (HTQT) (HT QT) HT q 2 u2 g 图 3-2 HQ曲线分析图 u2D2b22tg2 QT hj 二、功率二、功率流量曲线流量曲线 TTT HgQN TT KHgQ g vu gQK u T 22 TT Q bD ctg uuQK 222 2 22 当 90时: N= AQT - BQT2 (水功率) 修正修正: : (1) 轴功率=水功率 + 机械损失功率 (2) 漏损修正 N q Hrr -Q q (N-Qr) (Nr-QT) 0Q 图3-3N-Q，N- 曲线分析图 -Q (N-Q) 三、流量三、流量效率曲线效率曲线 当Q=0时，=0 当

4、H=0时， =0 所以:水泵流量效率曲线为一条通过坐标原点且终 结于横坐标上某一点的抛物线. a N gQH 0 a N 第二节第二节 水泵的实际性能水泵的实际性能 一、一、 水泵性能的表示方法水泵性能的表示方法 1、性能曲线 2、性能表 2000300040004800 5 7 9 70 90 70 80 90 100 图 3-8 650HW-7型混流泵的性能曲线 650HW-7n=485r/min Q(m 3 /h) Q N Q Q (%) H(m) H 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 17 19 21 70 75 80 15 13 11 N(kW) Q(L/s)

5、H(m) =0 n=1450r/min Q HQ HQ 140220 300380460 图 3-6 ZM3.0-Y991型轴流泵性能曲线 （ 650HW-7型泵性能表型泵性能表 型号 流量Q 扬程H （m） 转速n （r/min） 功率N （kW） 效率 （%） 临界 汽蚀 余量 NPSH （m） m3/hl/s 轴 功率 配用 功率 650 HW-7 3060 3400 3960 850 944 1100 7.4 6.5 5.0 450 72.5 68.0 63.4 100 85.0 88.0 85.0 5.3 3295 3663 4244 915 1017 1185 8.6 7.6 5.

6、9 485 90.8 86.1 80.6 180 85.0 88.0 85.0 5.5 500ZLB-125500ZLB-125型轴流泵工作性能表 叶片 角度 流量Q 扬程H （m） 转速n （r/min） 功率N （kW） 效率 （%） 叶轮 直径 （mm） m3/hl/s轴功率 配用 电机 -2 2070 2394 2700 575 665 750 4.75 3.3 1.9 980 34.4 26.4 18.6 37 78 81.5 75 4500 2484 2844 3204 690 790 890 4.8 3.5 2 980 41.1 32.9 23.8 45 78.5 82.5 73

7、.5 +2 2808 3240 3510 780 900 975 5.1 3.6 2.5 980 51.0 39.0 31.9 55 76.5 82 75 二、二、 离心泵性能曲线离心泵性能曲线 350Sh-10 n=1450r/min D=466 HA HSA QA HSQ NQ HQ A B C Q 100 80 60 40 20 0 400 200 0 160240320 0 0320 80400 20 40 60 80 64096012801600 H(m) Hb(m) (%) A NA Q(L/s) (m 3 /h) N(kW) 图3-4 350Sh-10型离心泵性能曲线 0 4 8

8、 三、三、 轴流泵性能曲线轴流泵性能曲线 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 17 19 21 70 75 80 15 13 11 N(kW) Q(L/s) H(m) =0 n=1450r/min Q HQ HQ 140220 300380460 图 3-6 ZM3.0-Y991型轴流泵性能曲线 （ 为什么会出现马鞍区为什么会出现马鞍区? ? 轴流泵的性能曲线的特征，主要是由轴流泵轴流泵的性能曲线的特征，主要是由轴流泵 叶片的形状叶片的形状及及运行工况运行工况决定的。决定的。 当当QH内内 而在同样扬程下而在同样扬程下: 外断面上产生的流量外断面上产生的流量大于大于内断面上

9、产生的流量。内断面上产生的流量。 Q外 外Q内内 H Q-Q+QQ设 内 设计点 外 H设 图 3-7 轴流泵叶片内外断面性能曲线示意图 0 出现出现”二次回流二次回流”时，由于水流在流出叶轮后时，由于水流在流出叶轮后 又流回到叶轮，再次获得能量，如此不断，使得出又流回到叶轮，再次获得能量，如此不断，使得出 口的压力增加得很高口的压力增加得很高,所以所以: HQ曲线在小流量时扬程急速上升曲线在小流量时扬程急速上升 同时同时,由于由于” 二次回流二次回流”需消耗很大的能量，故需消耗很大的能量，故: NQ曲线也急剧上升，效率急剧下降。曲线也急剧上升，效率急剧下降。 图 3-7a 轴 流 泵 叶 轮

10、 内 二 次 回 流 图 3-7b 轴 流 泵 叶 轮 内 二 次 回 流 四、四、 通用性能曲线通用性能曲线 30405060 10 20 30 40 50 Q(L/s) H(m) 图 3-9 离心泵的通用性能曲线 10kW 20kW 30kW 75% 80% 80% 75%85% 1200 1100 1000 900 r/min 80% 82% 84% 85% 84% 82% 80% 110kW 95kW 80kW 65kW -6 -4 -2 0 +2 +4 D=630mm n=730r/min H(m) 8 7 6 5 4 3 2 0.81.01.21.41.61.82.0 Q(m3/s

11、) 图3-10 700ZLB-100型轴流泵通用性能曲线 五、水泵综合型谱图五、水泵综合型谱图 2 3 4 5 6.3 2.534567810121520253040 H(m) Q(m3/s) 1200ZW L X B Q -35 X L 1400ZW B Q -35 Q B -361.2ZG L X 1600ZW B Q -35 1.8CJ 1800Z B -35 -35 Q X W 2000Z X W -352CJ Q -35 B -35 2.8Z -35 W B Q X 2.8CJ 六、水泵的装置性能六、水泵的装置性能 1 2 1 2 3 4 4 3 (a) (c) (b)(d) 图 1

12、-29 水泵装置示意图 (a)(b)泵段；(c)(d)泵装置 1.泵进口；2.泵出口；3.泵进水流道进口； 4.泵出水流道进口 1 2 3 45678 91011 12 13 图1-30 卧式离心泵抽水示意图 1.滤网与底阀；2.进水管；3.90弯头；4.偏心渐缩管； 5.真空表；6.压力表；7.渐扩接管；8.逆止阀；9.闸阀； 10.出水管；11.45 弯头；12.拍门；13.平衡锤 1 2 3 4 5 6 7 8 流量(m3/s) (m) 扬程 n=150 r/min D=2800mm 12 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 16202428323640 76% 78% 80

13、% 78% 76% 74% 71% 60% 63% 58% 53% 2 0 -2 -4 第三节第三节 水泵水泵全工况全工况(四象限四象限)性能性能 工作参数符号规定: 1）扬程）扬程H： 从叶轮进口到叶轮出口，水体的能量从叶轮进口到叶轮出口，水体的能量增大增大，则，则 H为为”+”， 减小减小，则，则 H为为”-”； 2）流量）流量Q： 水从叶轮水从叶轮进口进口流向叶轮流向叶轮出口出口，则，则Q为为”+” 水从叶轮水从叶轮出口出口流向叶轮流向叶轮进口进口，则，则Q为为”-”； 3）转速）转速n： 叶轮旋转顺着出厂规定方向，则转速为叶轮旋转顺着出厂规定方向，则转速为”+”，反之为，反之为”-”；

14、 4）功率）功率N： 动力机驱动水泵，则动力机驱动水泵，则N为为”+”，反之为，反之为”-”。 异常运行情况举例异常运行情况举例: : 1 1、两台水泵并联，一台失电、两台水泵并联，一台失电: : 失电水泵失电水泵倒流，倒流， Q为负为负; 水泵到转，水泵到转，n为负为负 2 2、两台水泵串联，一台失电、两台水泵串联，一台失电: : 水泵在水泵在负扬程负扬程情况下运转情况下运转 3 3、抽水蓄能电站水泵、抽水蓄能电站水泵-水轮机可逆式机组水轮机可逆式机组 水泵工况水泵工况: : 凡功率由动力机传给水泵凡功率由动力机传给水泵( (功率为功率为正正) )， 水体流过水泵之后能量增加水体流过水泵之后

15、能量增加( (扬程为扬程为正正) )。 水轮机工况水轮机工况: : 凡功率由水泵传给动力机凡功率由水泵传给动力机( (功率为功率为负负) )， 水体流过水泵之后能量减少水体流过水泵之后能量减少( (扬程为扬程为负负) )。 制动工况制动工况: : 凡功率由动力机传给水泵凡功率由动力机传给水泵( (功率为功率为正正) )， 而水体流过水泵后能量减少或不增加。而水体流过水泵后能量减少或不增加。 为了区别功率输入水泵，还是由水泵输为了区别功率输入水泵，还是由水泵输 出，水体流经水泵后，其能量是增加还是出，水体流经水泵后，其能量是增加还是 减少，可以把水泵和动力机分开，用一力减少，可以把水泵和动力机分

16、开，用一力 矩作用在水泵上代替动力机矩作用在水泵上代替动力机: 若力矩的方向与转速的方向一致若力矩的方向与转速的方向一致，即，即 力矩与转速之乘积为正值时，功率是从动力矩与转速之乘积为正值时，功率是从动 力机输入水泵，则功率为正。力机输入水泵，则功率为正。 若力矩的方向与转速的方向相反若力矩的方向与转速的方向相反，力，力 矩与转速之乘积为负值，功率由水泵传给矩与转速之乘积为负值，功率由水泵传给 动力机，则功率为负值。动力机，则功率为负值。 若水泵流量是若水泵流量是正正的，扬程也是的，扬程也是正正的，则的，则 流量与扬程的流量与扬程的乘积为正乘积为正，水体流过水泵后，水体流过水泵后 能量增加能量增加。 同理，凡流量与扬程的同理，凡流量与扬程的乘积为负乘积为负，则水，则水 体流过水泵后体流过水泵后能量减少能量减少。 据此就能很方便地判别出各种工况。据此就能很方便地判别出各种工况。 转速为正的性能曲线转速为正的性能曲线:(:(自学自学) ) 点点A以左以左: : 力矩为正力矩为正 力矩与转速的乘积为正值，故功率是正力矩与转速的乘积为正值，故功率是正; ; 扬程为正，流量为负，扬程为正，流量为负，H与与Q的乘积为的乘积为负负， 水体流过水泵后能量减少。水体流过水泵后能量减少。 ( (制动工况制