泵与泵站-第4章ppt课件

1、 离心泵装置离心泵装置 总扬程，总扬程，H 静扬程，静扬程，HST 泵吸水地形高度，泵吸水地形高度，Hss 泵压水地形高度，泵压水地形高度，HsdHSTHSSHSd吸水地测压管水面与高地水池测压吸水地测压管水面与高地水池测压管水面之间的垂直高差管水面之间的垂直高差 泵吸水井池水面的测压管水面泵吸水井池水面的测压管水面至泵轴间的垂直距离。至泵轴间的垂直距离。泵轴至高地水池测压管水面之间的垂直泵轴至高地水池测压管水面之间的垂直高差高差 泵配上管路及一切附件后的系统。泵配上管路及一切附件后的系统。泵的扬程泵的扬程gvgpzE222222gvvgppzzH221221212HE2E1 根据扬程的定义：

2、根据扬程的定义：根据佰努利方程的物理意义：根据佰努利方程的物理意义：那那么：么：泵进口处泵进口处1-1断面比能：断面比能：gvgpzE221111泵出口处泵出口处2-2断面比能：断面比能：)22122gvvzHHHvd（又：又：真空表读真空表读数数压力表读压力表读数数那么：那么：较小，可忽略较小，可忽略因而：因而：vdHHHgvvgppzzH221221212）（1avPPP2adPPPvdvdPPHHgg， 设计扬程是根据工程实际现场设计扬程是根据工程实际现场条件计算所得到的水泵扬程。条件计算所得到的水泵扬程。2221ZgvhHHsssv2221ZgvhHHdsdddssdsshhHHHhH

3、HST叶片泵的基本性能，由叶片泵的基本性能，由 6 个性能参数表示：个性能参数表示： 运行工况运行工况: 水泵运行时，瞬时的实际出水量水泵运行时，瞬时的实际出水量Q、扬程、扬程H、轴功率、轴功率N、效率效率等，把这些值绘在扬程曲线、功率曲线、效率曲线等，把这些值绘在扬程曲线、功率曲线、效率曲线上，就成为一个具体的点，这个点就称为水泵装置的瞬时上，就成为一个具体的点，这个点就称为水泵装置的瞬时工况点。工况点反映了水泵瞬时的工作状况。工况点。工况点反映了水泵瞬时的工作状况。影响工况的因素：影响工况的因素： A 水泵固有工作能力水泵固有工作能力 B 水泵的工作环境水泵的工作环境 水流通过管道一定存在

4、水头损失：水流通过管道一定存在水头损失：lfhhhh管路系统的总水头损失，管路系统的总水头损失，m；fh管路系统的沿程水头损失，管路系统的沿程水头损失，m；lh管路系统的局部水头损失，管路系统的局部水头损失，m。 管路系统布置一经确定后，则管路长度管路系统布置一经确定后，则管路长度l、管径、管径D、比阻、比阻A以及局部阻力系数以及局部阻力系数等均为已知数，具体计算时可查阅给水排等均为已知数，具体计算时可查阅给水排水设计手册中水设计手册中“管渠水力计算表管渠水力计算表”。沿程水头损失沿程水头损失 水流流经直管段时，水流与管路内壁发生摩擦所引起的能水流流经直管段时，水流与管路内壁发生摩擦所引起的能

5、量损失。量损失。采用水力坡降采用水力坡降i公式：公式：对于钢管：对于钢管： 对于铸铁管：对于铸铁管：采用比阻采用比阻A公式：公式：对于钢管：对于钢管： 对于铸铁管：对于铸铁管：likh1filhf231fQlkAkh23fQlAkhk1由钢管壁厚由钢管壁厚不等于不等于 10mm而引入的而引入的修正系数；修正系数；k3由管中平均由管中平均流速流速 小于小于1.2 m/s而引而引入的修正系数。入的修正系数。局部水头损失局部水头损失: 水流流经管件、阀门时，由于其边界条件的突然变化，水流流经管件、阀门时，由于其边界条件的突然变化，或水流方向的改变，使水流形态发生剧烈变化而引起的局或水流方向的改变，使

6、水流形态发生剧烈变化而引起的局部能量损失。部能量损失。gvh22l管路中局部水头损失之和，管路中局部水头损失之和，值与管件、阀门的类型有关；值与管件、阀门的类型有关；v水流通过有关管件、阀门的计算流速，水流通过有关管件、阀门的计算流速，m/s。对于圆管流动采用比阻公式表示）：对于圆管流动采用比阻公式表示）：2222124hAklQDgSQ S管路的沿程阻力系数与局部管路的沿程阻力系数与局部阻力系数之和，阻力系数之和，s2/m5。S通常与管通常与管径径D、管长、管长l、粗糙系数、粗糙系数n、管路布、管路布置及管件的多少有关。置及管件的多少有关。【例题】【例题】 岸边式取水泵房，根据已知条件求水泵

7、扬程。岸边式取水泵房，根据已知条件求水泵扬程。知：流量，知：流量，Q=120L/s 管路长度，吸水管管路长度，吸水管 l1=20m ，压水管，压水管 l2=300m 管径，吸水管管径，吸水管 Ds=350mm，压水管，压水管 Dd=300mm 标高，吸水井水面标高，吸水井水面58.00m，泵轴，泵轴60.00m ，水厂混合池水面，水厂混合池水面90.00m 管件：吸水进口采用无底阀的滤水网，管件：吸水进口采用无底阀的滤水网，90弯头一个，（不考虑减弯头一个，（不考虑减缩管及压水管局部水头损失）。缩管及压水管局部水头损失）。59. 02弯头网，吸水管水力坡度吸水管水力坡度 i1=0.0065，压

8、水管水力坡度水力坡度，压水管水力坡度水力坡度 i2=0.0148 【例题】【例题】解：解： 静扬程：静扬程：m325890STHsAQv/.m251s159. 02弯头网，吸水管内流速：吸水管内流速：水力坡度水力坡度 i1=0.0065吸水管路沿程损失，吸水管路沿程损失，hs1= i1l1 =0.006520= 0.13m 吸水管路水头损失吸水管路水头损失吸水管路局部损失，吸水管路局部损失，吸水管路上各部分的局部损失系数吸水管路上各部分的局部损失系数m206. 021122122gvgvhs）（弯头网吸水管路总水头损失，吸水管路总水头损失，m336. 021ssshhh【例题】【例题】sAQv

9、/.m701d2压水管内流速：压水管内流速：查设计手册，水力坡度查设计手册，水力坡度 i2=0.0148压水管路沿程损失，压水管路沿程损失，hd1= i2l2 =0.0148300= 4.44m 压水管路水头损失压水管路水头损失 泵的总扬程泵的总扬程776.3644. 4336. 032dsSTSThhHhHH水泵的扬程公式水泵的扬程公式2STSTHHhHSQ此时此时H表示流量为表示流量为QA时将单位质量的水提时将单位质量的水提升到升到HA所需要的能量。所需要的能量。需要需要K1HMKDHSTHSTQQMHQ-HQ-H离心泵装置的工况点离心泵装置的工况点HMh需要需要=供给供给1、直接作图法、

10、直接作图法2、折引特性曲线法、折引特性曲线法QMHSTQHQ-h离心泵装置的工况点离心泵装置的工况点M1HMMQH 联立水泵特性曲线方程联立水泵特性曲线方程 H=fQ） 管道特性曲线方程管道特性曲线方程 H=HST+SQ2关键：水泵特性曲线关键：水泵特性曲线 H=fQ） 的确定的确定抛物线法：抛物线法：设实际水泵特性曲线的高效段可以用方程表示：设实际水泵特性曲线的高效段可以用方程表示： xxHHh H 水泵的实际扬程高效段内），水泵的实际扬程高效段内），m； Hx 水泵在水泵在Q=0时的虚虚拟总扬程，时的虚虚拟总扬程，m； hx 相应于流量为相应于流量为Q时，水泵内部的虚水头损失之和，时，水泵

11、内部的虚水头损失之和，hx=SxQm，m； Sx 泵体内虚阻耗系数，泵体内虚阻耗系数，s2/m5； m 指数，对于水泵指数，对于水泵m=2或或m=1.84，一般采用，一般采用m=2。2xxHHS Q在水泵高效段内相距较远的地方任意选取两点在水泵高效段内相距较远的地方任意选取两点22x1x12x2HHS QHS Q12x2221HHSQQ因为因为H1、H2、Q1、Q2为已知值，可以求出为已知值，可以求出Sx和和Hx。在求出了。在求出了Hx和和Sx后，水泵特性曲线后，水泵特性曲线QH的方程式，可以写为：的方程式，可以写为：2xxHHS QxSTxHHQSS静扬程提高静扬程提高 城市给水管网夜间的工

12、作情况有前置水塔）城市给水管网夜间的工作情况有前置水塔） 晚间用水量减少，水塔水位上升，即静扬程晚间用水量减少，水塔水位上升，即静扬程HST上升，水上升，水泵的工况点沿泵的工况点沿Q-H向流量小一侧移动。向流量小一侧移动。 在白天，城镇用水量增大，管网内压力下降，水塔向管网在白天，城镇用水量增大，管网内压力下降，水塔向管网输水，水塔中水位输水，水塔中水位 下降，离心泵工况点将自动向流量增大侧下降，离心泵工况点将自动向流量增大侧移动。移动。 当水源水位变化时，也使得水泵的静扬程增大或减小，使当水源水位变化时，也使得水泵的静扬程增大或减小，使得管路特性曲线上下移动，从而使得水泵工况点改变。得管路特

13、性曲线上下移动，从而使得水泵工况点改变。 QAQAA AH HQ QQBQBB BB1B1A点为闸阀全开时候的工点为闸阀全开时候的工作点，称极限工作点作点，称极限工作点QB是调节后的工作点，是通是调节后的工作点，是通过关小阀门增大管路的过关小阀门增大管路的S值，值，来获得的来获得的HB1而在而在QB流量下工作时，原流量下工作时，原来管道系统所需要的扬程为来管道系统所需要的扬程为HB1，但现在水泵的扬程为，但现在水泵的扬程为HB，多出的部分即为线段，多出的部分即为线段BB1的长度，这就是闸阀上的长度，这就是闸阀上额外消耗掉的能量额外消耗掉的能量HB复习：复习：相似定律的特例相似定律的特例比例律比

14、例律 把相似定律应用于以不同转速运行的同一把相似定律应用于以不同转速运行的同一台叶片泵，则可得到比例律：台叶片泵，则可得到比例律：2121nnQQ22121)(nnHH32121)(nnPP1 1、比例律应用的图解方法、比例律应用的图解方法(1)(1)已知水泵转速为已知水泵转速为nlnl时的时的(QH)l(QH)l曲线，但所需的工况点，并不在该曲线，但所需的工况点，并不在该特性曲线上，而在坐标点特性曲线上，而在坐标点A2(Q2A2(Q2，H2)H2)处。现问；如果需要水泵在处。现问；如果需要水泵在A2A2点点工作，其转速工作，其转速n2n2应是多少应是多少? ?(2)(2)已知水泵已知水泵nl

15、nl时的时的(QH)l(QH)l曲线，试用比例律翻画转速为曲线，试用比例律翻画转速为n2n2时的时的(Q(QH)2 H)2 曲线。曲线。2HkQA1QHQ-HA2等效率曲线等效率曲线22121QQHHkQHQH2222111212QQnn 求求n2n2时的效率时的效率(Q)2(Q)2曲线。曲线。在利用比例律时，认为相似工况下对应点的效率是相等在利用比例律时，认为相似工况下对应点的效率是相等的，将已知图中的，将已知图中a a、b b、b b、d d等点的效率点平移即可。等点的效率点平移即可。Q QH HQ-HQ-Ha a b bd dc ce ef f（Q-HQ-H2 2改变转速的方法：改变转速的方法：电动机转速不变，通过中间传送方式以达到改变转速电动机转速不变，通过中间传送方式以达到改变转速的目的。的目的。常见方式：带传动、液力耦合器常见方式：带传动、液力耦合器电动机转速可变。电动机转速可变。常见