第12章泵与风机1-4节

1、2第四章第四章 泵与风机的运行泵与风机的运行一、管路性能曲线一、管路性能曲线第一节第一节 管路性能曲线和工作点管路性能曲线和工作点管路特性方程，它反映在特定的管路中，流体所需压管路特性方程，它反映在特定的管路中，流体所需压头头(H)(H)与流量与流量(qv)(qv)的关系。这种关系的关系。这种关系只与管路的布置只与管路的布置条件有关条件有关，而与泵的性能无关。，而与泵的性能无关。流体流动时所需的能量：流体流动时所需的能量：H= Hz+(PH= Hz+(P2 2-P-P1 1)/g+ Hw)/g+ Hw位能压力能阻力损失H=H1+SQH=H1+SQ2 2 (p=SQ(p=SQ2 2 ) )前者为

2、静扬程，与流量无关前者为静扬程，与流量无关后者为动扬程，与流量有关后者为动扬程，与流量有关泵提供的能量：泵提供的能量：z2-z1hwhw风管水管HQ2stcQHH2cQp3 3二.泵与风机的工作点两条相互独立的性能曲线（两条相互独立的性能曲线（泵与风机性能曲线泵与风机性能曲线& &管路性能曲线管路性能曲线）的的交点交点A A即为即为工作点工作点。工作点应该选择在既能满足工程要求，而又处在泵或风机的高效工作点应该选择在既能满足工程要求，而又处在泵或风机的高效率范围内。率范围内。交点交点A A左侧左侧泵扬程泵扬程 管路所需扬程管路所需扬程流体能量有富裕流体能量有富裕流体增速，流量增加流体增速，流量

3、增加交点交点A A右侧右侧泵扬程泵扬程 需要能量需要能量继续向右继续向右稳定在稳定在A A点；点；向左向左供给能量供给能量 需要能量需要能量继续向左继续向左流量为零、倒流。流量为零、倒流。AH0qVKMdQdHdQdH机管dQdHdQdH机管qVM5 5直至水池液面降低到直至水池液面降低到II曲线以下，如曲线以下，如I曲线所示，此时曲线所示，此时泵所能提供的扬程比管路泵所能提供的扬程比管路所需的要大，泵重新开始送水所需的要大，泵重新开始送水，流量突升为，流量突升为qVB 。当风机向当风机向压力容器压力容器（或密闭的房间）或（或密闭的房间）或容量很大的管道容量很大的管道送风时，也可能发生此送风时

4、，也可能发生此种不稳定的运行。种不稳定的运行。泵或风机的泵或风机的驼峰形性能曲线驼峰形性能曲线是产生不稳定运行的是产生不稳定运行的内在因素内在因素，但是否发生还要看，但是否发生还要看管路性能曲线的外在影响。管路性能曲线的外在影响。当当管路性能曲线管路性能曲线因水池水面上升等原因从因水池水面上升等原因从II上升上升到到III时，泵流量为时，泵流量为qVM。如如qVM仍大于用水量，仍大于用水量，管路性能曲线继续升高，管路性能曲线继续升高，脱离脱离了泵的性能曲了泵的性能曲线线，此时，此时泵的流量立刻从泵的流量立刻从qVM突变为零突变为零。水池水面开始下降水池水面开始下降，但即使管道性能曲线与泵的性能

5、曲线相交于两，但即使管道性能曲线与泵的性能曲线相交于两点，此时点，此时泵的流量仍为零，泵的流量仍为零，泵的工况停留在最左端泵的工况停留在最左端。H0qVKMIIIIIIqVMBA120hahBHmp036 6风机的不稳定工作不仅表现在风机的流量为零，而且可能出现风机的不稳定工作不仅表现在风机的流量为零，而且可能出现负值（倒流），称为喘振。负值（倒流），称为喘振。轴流风机性能曲线的左半部具有一个轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域马鞍形的区域，在此区段，在此区段运行有时会出现风机的流量、压头、和功率的大幅度脉动等不运行有时会出现风机的流量、压头、和功率的大幅度脉动等不正常工况，一般称为正

6、常工况，一般称为“喘振喘振”，这一不稳定工况区称为，这一不稳定工况区称为喘振区喘振区。7 7第二节第二节 泵与风机的联合运行泵与风机的联合运行总流量必低于原单泵流量两倍：总流量必低于原单泵流量两倍：Q并并pV pspV 。5555h ha a =f=f（吸水管路系统结构参数，流量），而与泵的结构无关，故又称（吸水管路系统结构参数，流量），而与泵的结构无关，故又称为装置汽蚀余量；为装置汽蚀余量； h ha a越大，表明该泵防汽蚀的性能越好。越大，表明该泵防汽蚀的性能越好。（1 1）在）在p p0 0/g/g、H Hg g和液体温度（和液体温度（p pv v）保持不变的情况下，当流量增加时，）保持

7、不变的情况下，当流量增加时，由于吸入管路中的流动损失由于吸入管路中的流动损失h hw w与流量的平方成正比增加，使与流量的平方成正比增加，使h ha a随流量增随流量增加而减小。当流量增加时，发生汽蚀的可能性增加。加而减小。当流量增加时，发生汽蚀的可能性增加。（2 2）在非饱和容器中，泵所输送的液体温度越高，对应的汽化压力越大，）在非饱和容器中，泵所输送的液体温度越高，对应的汽化压力越大， h ha a越小，发生汽蚀的可能性就越大。当吸入容器中液面压力为汽化压力越小，发生汽蚀的可能性就越大。当吸入容器中液面压力为汽化压力时（如凝结水泵和给水泵），时（如凝结水泵和给水泵），p pe ep pv

8、v，则，则wgvahHgpph0wgahHh必须倒灌5656二、必需汽蚀余量hrhrhrgwgvmhr2220205757有效汽蚀余量有效汽蚀余量h ha a随流量增加而下降，流量增加会导致叶片进口前的流速随流量增加而下降，流量增加会导致叶片进口前的流速v0v0、w0w0增大，从而致使必需汽蚀余量增大，从而致使必需汽蚀余量hrhr将随流量增加。将随流量增加。crahhh如图，两曲线交于一点，交点如图，两曲线交于一点，交点c c为临界汽蚀状态点，为临界汽蚀状态点，此时的汽蚀余量为临界汽蚀余量此时的汽蚀余量为临界汽蚀余量h hc c。当当qV qVC时，即时，即h hr rh ha a，泵内将产生

9、汽蚀。，泵内将产生汽蚀。tpVNPSHa 但流量不能太小：但流量不能太小： hwNPSHr 汽蚀区汽蚀区非汽蚀区非汽蚀区Hr- -qVHa- -qVH- -qVqVHNPSHOqVCC运行时的运行时的最大允许流量最大允许流量和和最小允许流量最小允许流量。 因此，应规定出泵因此，应规定出泵5858（四） 提高泵抗汽蚀性能的措施5959一、提高有效汽蚀余量hawgvahHgpph0减小吸入管路的流动损失2. 合理确定几何安装高度和倒灌高度60603. 3. 设置前置泵设置前置泵单机容量单机容量锅炉给水泵的锅炉给水泵的t t 和和n n泵入口泵入口h hr r 除氧器的除氧器的H Hd d安装困难且

10、不经济。为此，国内外对安装困难且不经济。为此，国内外对大容量的锅炉大容量的锅炉给水泵，广泛给水泵，广泛采用在其前设置低速前采用在其前设置低速前置泵的方法。置泵的方法。 给水经前置泵升压给水经前置泵升压h ha a , ,改善了给水改善了给水泵的汽蚀性能，同时除氧器的安装高度也大为降低。泵的汽蚀性能，同时除氧器的安装高度也大为降低。6161二、降低必需汽蚀余量hr的措施降低叶轮入口部分流速：适当增大叶轮降低叶轮入口部分流速：适当增大叶轮入口直径入口直径D D0 0；增大叶片入口边宽度；增大叶片入口边宽度b b1 1。gwgvmhr222020采用采用双吸式双吸式叶轮（单侧流量减小一半，从而使叶轮（单侧流量减小一半，从而使v0 v0 减小。同等情况下采用双吸式叶轮，减小。同等情况下采用双吸式叶轮， h hr r相当于单吸相当于单吸式叶轮的式叶轮的 0.630.63倍。倍。选择适当的叶片数和冲角（叶片数太多造成阻塞，选择适当的叶片数和冲角（叶片数太多造成阻塞，