水泵与水泵站2-3修改

1、2.5 离心泵装置的总扬程 离心泵装置离心泵装置 离心泵装置总扬程，离心泵装置总扬程，H 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。 对给定的水泵装置，在某种上、对给定的水泵装置，在某种上、下游水池水位条件下，输送流量为下游水池水位条件下，输送流量为Q Q时水泵应具有的扬程值时水泵应具有的扬程值H H。gvgpzE222222gvvgppzzH221221212HE2E1 根据扬程的定义：根据扬程的定义：根据伯努利方程：根据伯努利方程：则：则：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：1、装置总扬程的量定（估算）

2、gppgpad2gppgpHavv1)22122gvvzHHHvd（则：则：gvvgppzzH221221212）（2.5 离心泵装置的总扬程gvvzgppH2212212gvvzgppppHaa2212212gppgpHadd2)10(26OmHgpgpHddd2、水泵吸入口真空表读数、水泵吸入口真空表读数 pv 与吸上真空水柱高度与吸上真空水柱高度Hv2.5 离心泵装置的总扬程）（Pa2Mpppad)10(26OmHgpgpHvvv1、水泵出口压力表读数、水泵出口压力表读数 pd 与压出水柱高度与压出水柱高度Hd）（Pa1Mpppav2.5 离心泵装置的总扬程gvvz22122值较小，忽略

3、值较小，忽略装置总扬程实际按装置总扬程实际按vdHHH量测（估算）量测（估算）水泵运行时，通过水泵运行时，通过压力表压力表和和真空表真空表估算出总扬程。估算出总扬程。 2 2、装置总扬程的计算装置总扬程的计算2221ZgvhHHsssv2222ZgvhHHdsdddssdsshhHHHhHHSTHSSHsdHSThHHSTHsdHssHST 静扬程，静扬程，HST 泵吸水井的设计水面与水塔泵吸水井的设计水面与水塔（或密闭水箱液面）最高水位之（或密闭水箱液面）最高水位之间的垂直距离（或测压管高差）。间的垂直距离（或测压管高差）。dhsh)(1133gpZgpZHST）（ 2 2、装置总扬程的计算

4、装置总扬程的计算sdssSTHHH 3 3、离心泵装置管道特性曲线、离心泵装置管道特性曲线HsdHssHSTdhsh 泵吸水地形高度，泵吸水地形高度，Hss 泵吸水井（池）（或密闭水箱）泵吸水井（池）（或密闭水箱）水面至泵轴间的垂直距离（的测压水面至泵轴间的垂直距离（的测压管高差）。管高差）。 泵压水地形高度，泵压水地形高度，Hsd 泵轴至水塔的最高水位泵轴至水塔的最高水位(或或密闭水箱液面密闭水箱液面)之间的垂直距离之间的垂直距离（或测压管高差）。（或测压管高差）。)(11gpZgpZHss）（轴轴）（轴轴gpZgpZHs)(33d 思考题：1. 如图所示水泵装置。水泵从一个密闭水箱抽水，输

5、入另一个密闭水箱，水箱中的水面与泵轴齐平，试问： 该水泵装置的静扬程HST=? (m) 水泵的吸水地形高度HSS=? (m) 水泵的压水地形高度Hsd=? (m)00 3 3、离心泵装置管道特性曲线、离心泵装置管道特性曲线 2.三台水泵三种抽水装置如图(a)、(b)、(c)所示。三台水泵的泵轴都在同一标高上，其中(b)、(c)装置的吸水箱是密闭的，(a)装置的吸水箱是敞开的。试问：要使HSS(a)= HSS(b) = HSS(c)时，则图中HA=？ (m)， Pc=？(atm) 00 0000 3 3、离心泵装置管道特性曲线、离心泵装置管道特性曲线hHHSTjfhhhh管路系统的管路系统的总水

6、头损失总水头损失，m；fh管路系统的管路系统的沿程水头损失沿程水头损失，m；jh管路系统的管路系统的局部水头损失局部水头损失，m。管道系统装置管道系统装置 3 3、离心泵装置管道特性曲线、离心泵装置管道特性曲线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水流流经直管段时，水流与管路内壁发生摩擦所引起的能量损失。所引起的能量损失。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

7、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小于流速小于1.2 m/s而引而引入的修正系数。入的修正系数。 3 3、离心泵装置管道特性曲线、离心泵装置管道特性曲线 给排水手册第给排水手册第1 1册册 常用资料（常用资料（P P297）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，或水流水流流经管件、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部能量损失。方向的改变，使水流形态发生剧烈变化而引起的局部能量损失。gvh22j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

8、类型值与管件、阀门的类型有关；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。 3 3、离心泵装置管道特性曲线、离心泵装置管道特性曲线 给排水手册第给排水手册第1 1册册 常用资料（常用资料（P P558）离心泵装置离心泵装置总扬程总扬程基本计算方法：基本计算方法：1.1.进口真空表和出口压力表进口真空表和出口压力表表示表示2.2.扬升液体的静扬程扬升液体的静扬程和和水头损失水头损失表示表示2.5 离心泵装置的总扬程校核）(vdHHH（设计）hHHST)(1133gpZgpZHST）（2.5.4 自灌式泵装置的总扬程计算hHHHHHSTdd自学：自学： 试证

9、明泵的扬程公式试证明泵的扬程公式也适用于自灌式水泵装置也适用于自灌式水泵装置2.5 离心泵装置的总扬程n思考：思考：对于公式对于公式有没有简便的方法进行公式有没有简便的方法进行公式推导？推导？hHHST2.5 离心泵装置的总扬程whgvgpzHgvgpz2223332000gvdlhgvvgppzzHw2223020230303gvdlgppHHaaST22略去速度水头略去速度水头列列0 0- -0 0, ,3 3- -3 3断面能量方程断面能量方程2.5 离心泵装置的总扬程dsSThhH 岸边式取水泵房，根据已知条岸边式取水泵房，根据已知条件求水泵扬程。件求水泵扬程。已知：流量，已知：流量，

10、Q Q=120=120 l/s s 管路长度，吸水管管路长度，吸水管 l1 1=20m =20m ，压水管压水管 l2 2=300m =300m 管径，吸水管管径，吸水管 D Ds s=350mm=350mm，压，压水管水管 D Dd d=300mm=300mm 标高，吸水井水面标高，吸水井水面58.00m58.00m，泵，泵轴轴60.00m 60.00m ，水厂混合池水面，水厂混合池水面90.00m90.00m。 管件，吸水进口采用无底阀的管件，吸水进口采用无底阀的滤水网，滤水网，9090弯头一个，弯头一个，DNDN350350 300 300渐缩管一个。渐缩管一个。2.5 离心泵装置的总扬

11、程解：解： 静扬程：静扬程：m325890STHsAQv/.m251s11705902.渐缩弯头网， 吸水管内流速吸水管内流速：查查设计手册设计手册，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，查手册查手册m231. 022112222122gvgvgvhs渐缩弯头网）（吸水管路总水头损失，吸水管路总水头损失，m361021.ssshhh2.5 离心泵装置的总扬程sAQv/.m70

12、1d2压水管内流速：压水管内流速：查查设计手册设计手册，水力坡度，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压水管路局部损失为沿程损失的压水管路局部损失为沿程损失的10%计计压水管路总水头损失，压水管路总水头损失，m8841011.%ddhh）（ 泵的总扬程泵的总扬程2437884361032.dsSTSThhHhHH2.5 离心泵装置的总扬程铸铁管水力计算表局部水力系数作业：作业：教科书教科书P108P108109 109 习题习题3 3，5 5，6 6H=Hv+Hd”与与“H=H“

13、H=HSTST+h”+h”中各符号的含义是什么？中各符号的含义是什么？在实际工作中，这两个公式各有什么用途？在实际工作中，这两个公式各有什么用途？2.5 离心泵装置的总扬程hHHST2.7.1 管道系统特性曲线 1 1、离心泵装置离心泵装置管道特性曲线管道特性曲线 在不同流量，给出装置总扬程在不同流量，给出装置总扬程的值，画在以流量为横坐标，装置的值，画在以流量为横坐标，装置总扬程为纵坐标的图上。总扬程为纵坐标的图上。 其中其中: : 称为管道损失曲线称为管道损失曲线hjfdshhhhhSS1 S S管路总水头损失系数（阻抗）管路总水头损失系数（阻抗） 单位：单位：s2/m5。2222421S

14、QQDgAklh当管道装置、布置、长度和管径确定后，当管道装置、布置、长度和管径确定后，S S为常数，与流量为常数，与流量Q Q和水头和水头H H无关。无关。2STSTHHhHSQ此时此时H表示流量为表示流量为QA时将单位质量时将单位质量的水提升到的水提升到HA所所需要需要的能量。的能量。需要HQ 2 2、离心泵装置定速工况点离心泵装置定速工况点瞬时工况点瞬时工况点: :水泵水泵运行时，在某一时刻某一流量下，对应的运行时，在某一时刻某一流量下，对应的特性曲线的参数值，特性曲线的参数值，表示了表示了该泵此时的实际工作能力该泵此时的实际工作能力。反反映了两者的能量供与求的平衡点。映了两者的能量供与

15、求的平衡点。2.7.1 管道系统特性曲线HA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 水泵的型号水泵的型号 运行的实际转速运行的实际转速 B 水泵的工作环境水泵的工作环境 离心泵（输离心泵（输配水管路配水管路）装置）装置系统及其布系统及其布置，吸水池和送水池水位变化，水控制设置，吸水池和送水池水位变化，水控制设备的操作状况（闸门、安全阀等）。备的操作状况（闸门、安全阀等）。hHHST管道系统装置管道系统装置SQ22.7.1 管道系统特性曲线2.7.2 图解法求水箱出流的工况点 1 1、分析水箱出流的流动条件、分析水箱出流的流动条件（1 1）上、下水箱比较大，水箱内的

16、）上、下水箱比较大，水箱内的行进流速可忽略行进流速可忽略；（2 2）两水箱的水位）两水箱的水位H H是常数是常数，以，以下游下游水箱水箱水位水位为参考为参考零势面零势面。 2 2、水箱出流的能量守恒关系表示、水箱出流的能量守恒关系表示) 1 (2SQhH)2(0hH3 3、水箱出流工况点的、水箱出流工况点的图解法图解法（工况点（工况点Q QK K,H,HK K）折引法折引法2.7.2 图解法求水箱出流的工况点一般图解法（图一般图解法（图a）：）：在水箱水位不变时，管道中有稳定的在水箱水位不变时，管道中有稳定的流量流量Q QK K出流。出流。K K点称为该水箱的工况点点称为该水箱的工况点。Q Q

17、降降，则，则工况点向工况点向左下方左下方移动。移动。 折引法（图折引法（图b b）：将高位水箱的工作能量扣除了管道的水：将高位水箱的工作能量扣除了管道的水头损失后，把它折引到低位水箱上来了。头损失后，把它折引到低位水箱上来了。KK即为该水箱即为该水箱出流的工况点出流的工况点，其流量为，其流量为Q QK K= =Q QK K，表示水箱能够提供的，表示水箱能够提供的总比能与管道所消耗的总比能相等的那个总比能与管道所消耗的总比能相等的那个平衡点平衡点。) 1 (2SQhH)2(0hHMHSTQQMHQ-hQ-H离心泵装置的工况点离心泵装置的工况点HM1、一般图解法（、一般图解法（HM，QM，NM，M

18、）2.7.3 图解法求离心泵装置的工况点Q-NQ-NMMhHHSTQKMKDHSTQQMHQ-hQ-H离心泵装置的工况点离心泵装置的工况点HM离心泵装置工况点的自稳定特性Q-NQ-NMM供给需要供给需要QD需要=供给 总结：总结：1 1、自稳定性：自稳定性：扰动后工况点偏离扰动后工况点偏离MM至至K(D),K(D),则则K(D)K(D)点会自点会自动向动向MM移动。移动。2 2、极限工况点：极限工况点：装置装置阻抗最小阻抗最小时，该装置的极限工况点。时，该装置的极限工况点。即在给定即在给定H HSTST下，水泵装置所能输送的下，水泵装置所能输送的最大流量最大流量Q QMM。 极限工况点：作为选

19、电机功率的条件极限工况点：作为选电机功率的条件。 在工程设计中，总是希望水泵装置的工况点，能够经常落在该水泵设计参数上（设计工况附近），这样水泵的工作效率最高，最经济，参见Q曲线。3、离心泵装置工况点的自稳定特性 泵的瞬时泵的瞬时（运行）（运行）工况点工况点 对应对应某一流量下某一流量下泵的一组基本性能参数值。泵的一组基本性能参数值。 泵的设计工况点（额定工况）泵的设计工况点（额定工况） 泵在泵在效率最高效率最高时对应的一组基本性能参数值。时对应的一组基本性能参数值。 泵的极限工况点泵的极限工况点 泵在泵在流量最大流量最大时对应的一组基本性能参数值。时对应的一组基本性能参数值。2、折引特性曲线

20、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HMMQH M12.7.3 图解法求离心泵装置的工况点hQ-HSTHhHQ-NQ- 泵的工作点由两条特性曲线所决定，因而改变其中之一或泵的工作点由两条特性曲线所决定，因而改变其中之一或者同时改变即可实现者同时改变即可实现流量的调节流量的调节。 改变管道系统特性曲线改变管道系统特性曲线：自动调节（水位变化）：自动调节（水位变化） 阀门调节（节流调节）阀门调节（节流调节） 改变水泵特性曲线：改变水泵特性曲线：变速调节（调速运行）变速调节（调速运行） 变径调节（换轮运行）变径调节（换轮运行） 变角调节（改变轴流泵的叶片安装角）

21、变角调节（改变轴流泵的叶片安装角） 水泵并联和串联工作水泵并联和串联工作 2.7.4 离心泵装置工况点的改变 城市给水管网夜间的工作情况（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，即晚间用水量减少，水塔水位上升，即静扬程静扬程H HSTST上升上升，水，水泵的工况点沿泵的工况点沿Q-HQ-H向向流量小流量小一侧移动。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，水塔中输水，水塔中水位下降水位下降，离心泵工况点将自动，离心泵工况点将自动向流量增大向流量增大侧移侧移动。动。 当水源水位

22、变化时，也使得水泵的当水源水位变化时，也使得水泵的静扬程增大或减小静扬程增大或减小，使，使得管路特性曲线上下移动，从而使得得管路特性曲线上下移动，从而使得水泵工况点改变水泵工况点改变。 1、自动调节静扬程改变静扬程改变优点：优点：调节流量，简便易行，可连续变化，无过载体危害的；调节流量，简便易行，可连续变化，无过载体危害的；缺点：缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能量，关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能量， 经济上不够合理经济上不够合理。Q QA AA AH HQ QQ QB BB BB B1 1Q QB B是调节后的工作点，是通过关是调节后的工作点，是通过关小阀门增大管路

23、的小阀门增大管路的S S值来获得的值来获得的HB1HB2、阀门调节（改变S值）A点点为闸阀全开时候的工作点，为闸阀全开时候的工作点，称称极限工作点极限工作点1. 1.调整范围调整范围Q=0 QQ=0 QA A（极限工况点）（极限工况点）2. 2.闸阀附加轴功率损耗闸阀附加轴功率损耗 能量损耗大。能量损耗大。)(kWHgQN在泵站的设计和运行中，一般情况下，在泵站的设计和运行中，一般情况下，不宜用闸阀来调节流量。不宜用闸阀来调节流量。依据对实验曲线的拟合方法，分为：依据对实验曲线的拟合方法，分为： （1 1）抛物线法抛物线法； （2 2）最小二乘法）最小二乘法 2.7.5 数解法求离心泵装置的工

24、况点基本思路：基本思路：1、水泵装置的扬程与流量的函数关系、水泵装置的扬程与流量的函数关系2、水泵扬程与流量（、水泵扬程与流量（HQ）的函数关系）的函数关系hHHST3 3、水泵装置运行工况点应同时满足关系式和，、水泵装置运行工况点应同时满足关系式和， 即求两方程之解，得到工况点即求两方程之解，得到工况点H Hk k、Q Qk k。（1 1）水泵（）水泵（HQHQ）特性曲线的抛物线法：）特性曲线的抛物线法： 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

25、水头损失之和，时，水泵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； n 指数，对于水泵指数，对于水泵n=2或或n=1.84，一般采用，一般采用n=2。2.7.5 数解法求离心泵装置的工况点（虚扬程（虚扬程H HX X和虚水头损失和虚水头损失h hX X表示）表示）nXXXXQSHhHHHX 当取当取n=2.0；在水泵扬程曲线高效段内选取；在水泵扬程曲线高效段内选取 两点两点H1、Q1、H2、Q2，可求得，可求得故可求得水泵装置工况点为：故可求得水泵装置工况点为：2.7.5 数解法求离心泵装置的工况点212221QQHHSX222211QSH

26、QSHHXXX221QSHQSHSTXXSSHHQXSTXk2kXXkQSHH例例: :某提水泵站一台某提水泵站一台12sh-9 12sh-9 型离心泵装置，高效区范围附近型离心泵装置，高效区范围附近的性能参数如表所示，进水池水位为的性能参数如表所示，进水池水位为102m102m，出水池水位为，出水池水位为122m122m，进水管阻力参数为，进水管阻力参数为8.51s8.51s2 2/m/m5 5，出水管阻力参数为，出水管阻力参数为62.21s62.21s2 2/m/m5 5，求水泵的工作参数，求水泵的工作参数流量流量Q(L/s) 150 175 200 225 250 275扬程扬程H(m)

27、 24.3 23.8 22.5 21.0 18.8 15.8功率功率P(kw) 52 53 54.2 54.9 55 54.8效率效率(%) 68.8 77.1 81.5 84.4 83.8 77.82.7.5 数解法求离心泵装置的工况点5222212221/18.1412 . 0225. 00 .215 .22)2(msQQHHSXmQSHHXX15.282 . 018.1415 .222211218.14115.28QH水泵扬程高效段特性曲线水泵扬程高效段特性曲线 2272.702021.6251. 8102122QQH(3)水泵装置管道特性曲水泵装置管道特性曲线线（4）水泵装置工况点）水

28、泵装置工况点sLQk/3872.7018.1412015.28mQSHHkXXk94.27038. 018.14115.2822222211QSHQSHHXXXnXXQSHH) 1 (n 最小二乘法任一函数均可以表示成无穷级数，以具有限次的多项式来近似一条曲线，如：2012mmHHAQA QA Q实际工程中，一般取m=2或3，对上述根据最小二乘原理求出线性方程进行求解。 思考题：1. 作图说明什么是叶片泵装置的工况点，最大工况点、设计工况点？2. 什么是装置特性曲线？它表示什么含义？2.7.5 数解法求离心泵装置的工况点 水泵的水泵的QHQH特性曲线上的任一点（特性曲线上的任一点（Q,HQ,H

29、）表示什么？管道）表示什么？管道特性曲线上的任一点（特性曲线上的任一点（Q,HQ,H）表示什么？水泵装置的工况）表示什么？水泵装置的工况点表是什么？点表是什么？ 1 1、水泵的水泵的QHQH特征曲线特征曲线上的任一点（上的任一点（Q,HQ,H）表示当抽升液）表示当抽升液体的流量为体的流量为Q Q时时水泵提供水泵提供给单位重量液体的能量为给单位重量液体的能量为H H，也，也即水泵能把单位重量的液体提升到即水泵能把单位重量的液体提升到H H的高度。的高度。 2 2、管道特性曲线上管道特性曲线上的任一点（的任一点（Q,HQ,H）表示流量为）表示流量为Q Q的液体的液体被提升被提升H HSTST高度时

30、，单位重量液体高度时，单位重量液体所消耗的能量所消耗的能量。 3 3、水泵装置的工况点水泵装置的工况点表示水泵特性曲线与管道特性曲线表示水泵特性曲线与管道特性曲线的交点，即能量的供、需平衡点。的交点，即能量的供、需平衡点。 mmDDbb22222.8 离心泵装置调速运行工况几何相似几何相似：两个叶轮主要过流部分一切相对：两个叶轮主要过流部分一切相对应的尺寸成一定比例，所有的对应角相等。应的尺寸成一定比例，所有的对应角相等。2.8.1 叶轮相似定律叶轮相似定律运动相似运动相似的条件是：两叶轮对应点上水的条件是：两叶轮对应点上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。流的同名速度方向一致，大小互成比例

31、。也即在相应点上水流的速度三角形相似。也即在相应点上水流的速度三角形相似。mmmmmnnDnnDuuCC222222b b2 2、b b2m2m 实际泵与模型泵叶轮的出口宽度；实际泵与模型泵叶轮的出口宽度；D D2 2、D D2m2m实际泵与模型泵叶轮的外径实际泵与模型泵叶轮的外径 比例尺比例尺。n 第一相似定律第一相似定律流量关系流量关系22vTvrQQF C2222FD b2排挤系数，对于几何相似的叶轮，排挤系数，对于几何相似的叶轮，2m =2。n 第二相似定律扬程关系221huhTu CHHpg222()hmhmnHHnn 第三相似定律轴功率关系hvm ( )()mmmQHNNQH353

32、()mmmmmNnNn335mmnnNNmmnnQQ3222mmnnHH mmrrmvvmFFCCQQ2222 mmvvmnnQQ32.8.1 叶轮相似定律1mhh1mvv1mmm/gQHNNu mmrrmvmFFCCgQHNN222211222112231122()()QnQnHnHnNnNn这三个公式表示对同一台泵，当转速变化时，其它性能参数将按上述比例关系变化。这是相似定律的一个特殊形式比例律。它反映出转速改变时水泵主要性能随转速变化的规律。2.8.2 相似定律的特例比例律 上述的相似定律是指两台水泵在相似工况下运行时的定律，对上述的相似定律是指两台水泵在相似工况下运行时的定律，对同一台

33、泵同一台泵而言，而言， 在不同转速相似运行工况下，可得：在不同转速相似运行工况下，可得：1335mmnnNNmmnnQQ3222mmnnHH21水泵调速运行水泵调速运行1 1、涵义：利用可、涵义：利用可调速的驱动电机调速的驱动电机来改变水泵轴的转速，来改变水泵轴的转速，从而从而改变水泵特性曲线改变水泵特性曲线以调节水泵运行工况点。以调节水泵运行工况点。2 2、调速运行的特点：、调速运行的特点：（1 1）特性曲线调整区域大，扩大了）特性曲线调整区域大，扩大了水泵的有效工作范围；水泵的有效工作范围；（2 2）是泵站运行中最为适合的调节）是泵站运行中最为适合的调节方式，可大大节约供水运行费用；方式，

34、可大大节约供水运行费用；（3 3）泵站的造价会有所增加。）泵站的造价会有所增加。(Q-H)n1(Q-H)n2A1A2Q1Q2n 定速工况和调速工况的调节，那么两者在调节上有何区别？以泵站输配水管网系统为例，当管网中的用水量由QA1减少为QA2时， 如果泵站是定速运行情况，那么水泵装置的工况点将由A1点自动移动至A2点，此时管网中的静扬程HST增大为HST，轴功率为NB2（B2点）； 如果泵站是调速运行情况，那么水泵装置的工况点，将由A1点移至A2点，此时管网中的静扬程仍为HST，轴功率为NB2（B2点）；显然，泵站调速运行的优点表现为： 保持管网等压供水（即HST不变） 节省电耗（即NB2NB

35、2）1、比例律应用的图解方法 已知水泵转速n1的(QH)1曲线，给定水泵的装置工况点A2（Q2，H2），求：水泵在A2点工作，其转速n2应是多少？ 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2.8.2 相似定律的特例比例律A2(Q2,H2)n2(Q-H)n2(Q-H)叶片泵调速运行的两类问题叶片泵调速运行的两类问题问题：问题：给定给定n1，运行工况点，运行工况点A2（QA2 ，HA2），确定调速转速），确定调速转速n22HkQA1QH(Q-H)n1A2等效率曲线等效率曲线1、比例律应用的图解方法kQHQH2222111212nnQQ2121nnQQ22121nn

36、HH由比例率由比例率等效率曲线等效率曲线1212QQnn 相似工况抛物线（等效率曲线）相似工况抛物线（等效率曲线）(Q-H)n2【例题例题】已知某变速运行离心泵装置中，水泵在额定转速为已知某变速运行离心泵装置中，水泵在额定转速为n n1 1=950r/min=950r/min时的时的( (- -) )1 1曲线如图，其管道系统特性曲线方程为曲线如图，其管道系统特性曲线方程为=10+17500=10+17500Q Q2 2 （Q Q以以m m3 3/s/s计计) )。试问：（试问：（1 1）该水泵装置在额定转速下工况点）该水泵装置在额定转速下工况点A A的的Q QA A与与H HA A值；（值；

37、（2 2）若保持静扬）若保持静扬程程H HSTST为为10m10m，流量下降，流量下降33.3%33.3%时其转速应降为多少？时其转速应降为多少？A2010203040506020103040H=KQ2AB(Q-H)506070H=H +SQST（m）（L/S）HQ【解】（1）根据管道系统特性曲线方程绘制管道系统特性曲线：图解得交点A（40.5，38.2）即QA=40.5L/s HA=38.2m（2）流量下降33.3%时，工况点移动到B点，QB=(1-0.333)Q=27L/s 由图中查得HB=23m，相似工况抛物线方程为：222222230.031627BBHHKQQQ QQ1、比例律应用的

38、图解方法min/7333527950112rQQnnAB(2)(2)已知已知n n1 1下的特性曲线下的特性曲线Q-HQ-H，求，求n n2 2下的特性曲线下的特性曲线Q-HQ-HQ QH H（Q-HQ-H）n n1 1a bdcef（Q-HQ-H）n n2 21、比例律应用的图解方法绘制步骤：绘制步骤：选点选点计算计算立点立点连线连线a2b2d2c2e2f2f2Nd2Nc2Na2Nb2Ne2N（Q-NQ-N）n n2 2（Q-NQ-N）n n1 1f1Nd1Nc1Na1Nb1Ne1N1、比例律应用的图解方法(2)(2)已知已知n n1 1下的特性曲线下的特性曲线Q-Q-，求，求n n2 2下

39、的特性曲线下的特性曲线Q-Q-A2010203040506020103040H=KQ2AB(Q-H)506070H=H +SQST（m）（L/S）HQ【解】（1）根据管道系统特性曲线方程绘制管道系统特性曲线：图解得交点A（40.5，38.2）即QA=40.5L/s HA=38.2m（2）流量下降33.3%时，功况点移动到B点，QB=(1-0.333)Q=27L/s 由图中查得HB=23m，相似工况抛物线方程为：222222230.031627BBHHKQQQ QQ1、比例律应用的图解方法min/7333527950112rQQnnAB【例题例题】已知某变速运行离心泵装置中，水泵在额定转速为已知

40、某变速运行离心泵装置中，水泵在额定转速为n n1 1=950r/min=950r/min时的时的( (- -) )1 1曲线如图，其管道系统特性曲线方程为曲线如图，其管道系统特性曲线方程为=10+17500=10+17500Q Q2 2 （Q Q以以m m3 3/s/s计计) )。试问：（试问：（1 1）该水泵装置在额定转速下工况点）该水泵装置在额定转速下工况点A A的的Q QA A与与H HA A值；（值；（2 2）若保持静扬）若保持静扬程程H HSTST为为10m10m，流量下降，流量下降33.3%33.3%时其转速应降为多少？时其转速应降为多少？（3 3）降速后）降速后( (- -) )

41、2 2曲线？曲线？( (- -) )2 2(2) (2) 数解法翻画数解法翻画( (Q QH H) )n2n2曲线曲线2、比例律应用的数解方法给定给定n n1 1，运行工况点，运行工况点A A2 2（H H2 2,Q,Q2 2），确定调速转速），确定调速转速n n2 2等效率曲线等效率曲线222AAQHk )2(2QSHHXX水泵高效段特性曲线水泵高效段特性曲线) 1 (2kQH kSHQXX1A1Q(Q-H)n1A2等效率曲线等效率曲线kSHkHXX1XXHkSQnQQnn211212(Q-H)n222122QSHnnHXXn 叶片泵的叶片泵的比转数比转数是是相似准数，反映了相似准数，反映了

42、叶片泵叶轮的叶片泵叶轮的综合性综合性特征数特征数，是叶轮形状和性能的一个综合判据，利用比转数可对，是叶轮形状和性能的一个综合判据，利用比转数可对水泵进行水泵进行量化分类量化分类，是水泵系列化、规格化的基础。，是水泵系列化、规格化的基础。 2 2、标准模型泵的确定（、标准模型泵的确定（Q Qm m、H Hm m、N N、n n） 叶片泵叶片泵 在在最高效率点最高效率点，扬程，扬程H Hm m=1m=1m， 流量流量Q Qm m=0.075m=0.075m3 3/s/s， 有效功率有效功率N Nu u=735.5kW=735.5kW（1HP1HP）2.8.3 相似准数比转数（ns）1 1、比转数的

43、概念（又叫、比转数的概念（又叫比速比速）式中，式中，nr/min； Qm3/s； Hmnsr/min 应用时，一般不说单位。应用时，一般不说单位。2.8.3 相似准数比转数（ns）3 3、比转速计算公式、比转速计算公式由叶片泵的相似定律：由叶片泵的相似定律：smnnQQ3222smnnHHmsHHnn4321HHQQnnmms)(65. 3)/(075. 0)( 1;65. 3432134343mssmmHQnns代入代入得：得： 把实际泵调速调到模型泵参数水所对应的转速定义把实际泵调速调到模型泵参数水所对应的转速定义为实际泵的比转数为实际泵的比转数n ns s。4321HHQQnnmms比转

44、数比转数n ns s定义公式说明定义公式说明 一个比转数一个比转数n ns s反映了一群反映了一群相似泵的综合特征相似泵的综合特征，且用换算到，且用换算到标准模型泵的转速来标识。所以标准模型泵的转速来标识。所以标准泵定义不同标准泵定义不同，计算出的，计算出的比转数也不同比转数也不同。 只要两台叶片泵的只要两台叶片泵的比转数相等比转数相等，则这两台水泵就，则这两台水泵就满足相似满足相似率率，其对应工况满足，其对应工况满足工况相似工况相似，两台水泵的，两台水泵的特性曲线特性曲线之间可之间可按叶片泵按叶片泵相似定律相似定律进行相互进行相互换算换算。（1 1）计算比转速所用的）计算比转速所用的 Q Q

45、和和H H值是指水泵最高效率值是指水泵最高效率点对应的值，点对应的值，也即水泵的也即水泵的设计工况点设计工况点；（2 2）水泵样本中所给出的比转速）水泵样本中所给出的比转速 n ns s是在水温为是在水温为2020，密度，密度 =1000kg/m=1000kg/m3 3的清水时得出值；的清水时得出值；（3 3） Q Q和和H H是指是指单吸，单级泵单吸，单级泵的流量与扬程，的流量与扬程，a a 对于双吸对于双吸泵，计算比转数泵，计算比转数n ns s的流量应取设计流量的流量应取设计流量Q Q/2/2； 即：即：Q Q计计=Q=Q/2/2b b 多级泵多级泵，计算比转数，计算比转数 n ns s的扬程应取设计扬程的扬程应取设计扬程H H/ /Z Z 即：即：H H计计=H=H/ /Z Z （Z Z为多级泵的级数）为多级泵的级数）（4 4）比转数的单位为：）比转数的单位为：r/minr/min，实际使用过程中按，实际使用过程中按无量纲无量纲对待，对待，主要用于主要用于反映反映（区别）（区别）不同的水泵群不同的水泵群（系列）（系列）2.8.3 相似准数比转数（ns）4