第3讲 离心泵特性曲线

1、第六节第六节 离心泵特性曲线离心泵特性曲线扬程、功率、效率随水流量变化规律曲线表示方法：试验性能曲线、相对性能曲线、综合性能曲线（型谱图）通用性能曲线（轴流泵）、全面性能曲线等汽蚀曲线第六节第六节 离心泵特性曲线离心泵特性曲线 l复习：扬程表达式 gCuCuHuuT1122gCCgwwguuHT222212222212122PHHTh1gVVZHHHdv2/ )(2122fsthHH新问题：新问题： l1、实际工作除对扬程提出要求外，还对流量提出要求，对于泵的其他基本参数在选型和使用时，也应有相关要求，故需要提出一种能直接反映泵的基本参数之间关系的方程特性方程 l2、水泵实际工作流量和扬程往往

2、是在某一个区间内变化的，当实际工作偏离设计工况时，泵内的流态变得很复杂，由于理论方法很难得到精确的表达式，因此采用性能实验和汽蚀试验绘制经验曲线性能曲线，同时根据对试验点回归得出经验方程 l设计工况设计离心泵时所采用的工况，此时离心泵效率最高 一、性能曲线名称及形式一、性能曲线名称及形式 l1.1名称（在转速一定下） 扬程曲线： Q-H 功率曲线： Q-N 效率曲线： Q- 气蚀曲线： Q-Hs )(QfH )(QFN )(Q)(QHs图3-7 Q与HS的关系曲线Q-NHsNHQ-H工作范围QSQ-Q-H一、性能曲线名称及形式一、性能曲线名称及形式l1.2 形式 实验性能曲线：各参数随流量的变

3、化规律 全面性能曲线：反映水泵工况、水泵制动工况、水轮机工况和水轮机制动工况的四象限性能曲线 相对性能曲线：相似水泵的性能曲线，不同比转速 通用性能曲线：对离心泵为在不同转速下的各性能曲线，对轴流泵为在不同叶片安放角下的性能曲线 综合性能曲线：不同水泵高效区性能曲线 二、理论性能曲线二、理论性能曲线 （定性分析）（定性分析） l2.1 公式推导（P28）由 得gCuHuT/22TTTBQActgFQuguH)(2222b2b2b2b)QHb2b2b2 D2和b2对特性的影响a) D2对性能影响 b) b2对性能影响D2D2D2Qa)HD2D2D2C 1w1 1速度三角形1 2 2u 1C 2C

4、2uC2mw1u 2理论特性曲线理论特性曲线 试验特性曲线试验特性曲线l2.2 对理论扬程的修正 (1)对一维流假定的修正：反旋引起扬程下降 曲线1 (2)对理想流体假定的修正： 泵内摩阻损失 曲线2，冲击损失 曲线3 (3)对泄漏与回流的修正：容积损失 曲线4 注意：由机械磨损带来的损失对扬程无影响，对功率有影响 （轴承、填料轴封、圆盘摩擦损失） qQQT离心泵的理论特性曲线离心泵的理论特性曲线QT-HTB290B2=90B21.2m/s 当v1.2m/s 2SQh 3 . 5001735. 0jidlSjjjilQddlS3 . 023 . 5)/681. 01 (00148. 01.2

5、1.2 管路系统特性曲线及方程表达式管路系统特性曲线及方程表达式 lP35图2-29 l物理意义：曲线上任一点K的纵坐标H表示水泵输送流量Q所需提供的静扬程，以及为此而消耗于管路中的水力损失 ，即 fsthHHfhHQQkHsthkQ-hK0二、图解法求水箱出流工况点二、图解法求水箱出流工况点 lP36图2-30 l2.1 直接法(a)：能量线与管路系统特性线求交点 l物理意义：水箱所提供总比能H与管道所消耗的总比能 数量相等 l2.2 折引法(b)：从能量线上扣除管路阻力特性曲线后与横轴求交 l物理意义： 水箱所提供的比能H全部消耗于连接管路的摩阻 上 fhfh 直接法直接法 折引法折引法H

6、QkH=Hk=hkH0QkQkHH0QkH=Hk=hkQh(Qh)IKKQQh水箱出流工况图(a)(b) 三、图解法求离心泵装置的工况点三、图解法求离心泵装置的工况点 l3.1 工况点求解步骤 P37 图2-31（直接法） 图2-32（折引法） l直接法步骤：绘制水泵特性曲线（样本提供）；公式计算管路阻力特性曲线；结合进出水池水位差（净扬程）绘出管路系统特性线；交点M为水泵装置工况平衡点 直直接接法法求求解解步步骤骤HQ0MHSTQMHST直接法求工况l绘制水泵特性曲线（样本提供）；公式计算管路阻力特性曲线；结合进出水池水位差（净扬程）绘出管路系统特性线；交点M为水泵装置工况平衡点折折引引法法

7、求求解解步步骤骤HQHSTHMQM hQ H(Q H)MM1图2 37 折 引 法 求 工 况0l绘制水泵特性曲线（样本提供）；公式计算管路阻力特性曲线；从泵特性曲线上扣除管路特性线所对应的阻力损失，静扬程对应的高度所求交点，在加上扣除的损失，即为对应的泵流量和扬程。3.2 3.2 动态平衡分析动态平衡分析 lP32图2-36l小于工况点流量点K：泵提供比能大于管路所需能耗，多余能量使流量增加，工况点右移直至M l大于工况点流量点D：泵提供比能小于管路所需能耗，不足能量（抽力不够）使流量减少，工况点左移直至M 0HSTHQMHSTMQKD3.3 极限工况点极限工况点 l定义：管道上所有闸阀全开

8、时水泵的工况点。l注意：管路特性线随闸阀开度不止一条 l讨论观点：l管路特性曲线是不同阀门开度对应管路曲线上不同的点 ,对于固定管路无论阀门开度如何 ,管路特线曲线仅一条l错误观点：将管路特性线定义为不同阀门开度对应的最大流量与管路所需耗能的关系线。l正确观点：管路特性线随闸阀开度不止一条，对于同一开度，管路特性先反映了不同流量下，管路阻力特征。极限工况点为闸阀全开时水泵及管路特性线的交点。讨论讨论四、离心泵工况点的改变四、离心泵工况点的改变 lP38 图2-33 离心泵工况点随水位变化 l4.1 工况点变化（客观上）：管路特性线的改变 例如：水位的变化、用水流量的变化、管路特性（管道堵塞或破

9、裂、闸阀开度改变）的变化等0ABCQHQCQBQAHSTHSTHST图238 离心泵工况点随水位变化工况点变化的结果可能是水泵工况偏工况点变化的结果可能是水泵工况偏离高效区，对此需进行调节离高效区，对此需进行调节l4.2 工况点的调节（主观上）：为使水泵装置高效运行， 例如： 闸阀调节通过改变管路特性改变能量供求平衡关系 变速调节通过改变水泵转速的方法改变水泵特性线 变径调节切削调节，通过改变叶轮外径的方法改变 水泵特性线 变角调节轴流泵通过改变叶片安放角改变水泵特性线 五、数解法求离心泵装置工况点五、数解法求离心泵装置工况点 l实质：联立水泵特性线方程、管路特性线方程，方程组的根即为水泵工况点 l5.1 水泵特性线方程 用待定系数法或多项式系数求解的最小二乘法求解 一般： 离心泵高效区： 、 分别为