[PPT]水泵及水泵站(共119页)

（5）叶轮整个水体动量矩定理
对整个叶轮积分并引入流量QT dVρ/dt＝ρQT ρQT(C2COSα2R2－C1COSα1R1)＝∑M 引入功率:方程两端同乘旋转角速度ω ρQT(C2COSα2R2ω—C1COSα1R1ω)＝Nt 引入水功率:NT＝γQTHT ρQT(C2COSα2R2ω－C1COSα1R1ω)＝γQTHT (C2COSα2R2ω－C1COSα1R1ω)/g＝HT 引入圆周速度U＝Rω (C2COSα2U2－C1COSα1U1)/g＝HT 引入轴面分速CU＝C×COSα HT＝(U2C2U—U1C1U)/g
• （3）水泵与水泵站的作用：水泵作为一种通用机械用途很广，
如采矿、冶金、电力、石化、房地产等行业，特别是农业灌溉 排水，市政给排水发挥重要作用。水泵是水泵站的主要设备； 泵站是给水排水工程的重要组成部分，为水泵和其它设备运行、 管理提供良好环境的场所，是整个工程的动力源泉。
• 2 叶片泵的分类
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2、基本方程式
水泵叶轮将原动机的机械能转换为液体能量，反映旋转机 械进行能量转换的定理只有动量矩定理。 （1）动量矩定理 质点系对转轴的的动量矩对时间的变化率，等于作用在质点 系的外力对转轴的力矩之和。 （2）三点假定 A: 液体是恒定流 B: 叶片无限多，严格约束每个叶槽水流为 均匀流 C: 理想液体,不可压缩,不计水力损失。 （3）研究对象 微元为一个叶槽水体；叶轮中所有叶槽水体。 （4）微元水体动量矩定理： 一个叶槽水体动量矩的变化，即dt时间内流入和流出水体 dm的动量矩变化。 利用动量矩定理则: dm/dt(C2COSα2R2－C1COSα1R1)＝M
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第四讲 叶轮相似定律和变速调节
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3、基本方程讨论及修正 （1）一般离心泵α1＝90º, 以提高水泵的杨程, 改善吸 水性能。 HT＝U2C2U/g ，α2＝6～15º （2）基本方程（理论扬程）与液体种类无关 （3）增大叶轮直径和提高转速可以提高扬程 （4）基本方程适用于一切叶片泵 （理论扬程只与叶轮进出口速度有关，与叶片形状无 关） （5）修正:H＝ηTHT/(1＋P) ηT－水力效率 P－修正叶片无限多
Sx＝(H1－H2)/(Q2²－Q1² )
Hx＝H1＋SxQ1² (1),(2)式联立求解可得工作点(HA ,QA)
第四讲 叶轮相似定律和变速调节
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一、水泵工作点调节方法
二、叶轮相似律
三、变速调节
四、例题ห้องสมุดไป่ตู้
五、调速方法与调速原则 六、节能
第四讲 叶轮相似定律和变速调节
• 一、水泵工作点调节方法
水泵及水泵站
二○一一年九月十六日
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叶片式水泵基本常识 水泵及水泵站 水泵装置扬程 离心泵基本方程式 离心泵实验特性曲线 工作点确定 叶轮相似定律和变速调 节 切削调节 离心泵并联运行工况
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水泵安装高程
水泵基本操作和常用水泵 给水泵站工程设计概论
水泵选型
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• 1、装置扬程曲线发生改变 • 闸阀调节，水源水位改变(自动调节)。 • 2、水泵性能曲线改变 • 变速调节、变径调节、变角调节。 • 3、调节目的 • （1）满足水压水量的变化要求 • （2）使水泵在高效区运行，节能
第四讲 叶轮相似定律和变速调节
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• 1、装置需要扬程曲线 • H＝Hst＋SQ² • 管路阻力参数 S＝(λL/D＋Σζ)/2g(πD²/4)²
2、图解法确定水泵工作点 装置需要扬程曲线与水泵扬程曲线的交点，实质为供、 需能量平衡点。
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3、数解法确定水泵工作点
H＝Hst＋SQ² H＝Hx－SxQ² (1) (2)
离心泵高效区曲线一般用二次方程拟合。高效区内选 两点代入方程可求虚扬程Hx和虚参Sx。
第三讲 离心泵实验特性曲线与工作点确定
一 离心泵实验特性曲线 1、定义与用途 水泵性能参数及其曲线很难计算,一般用实验测定有关 参数并绘制实验特性曲线，用以反映参数之间的内在联系 及变化规律。它是合理选择水泵,使用水泵和分析解决水泵 运行过程中实际问题的重要依据。 2、设计工况点（额定工作点,最高效率点）： 设计水泵时采用的一组参数。 3、高效区 在最高效率点两侧一个范围水泵的效率比较高,要求选 泵和水泵运行工况在此范围内,两个端点的效率约为最高效 率点的90%。
• 4 离心泵的工作原理 • 离心泵起动前泵壳及进水管灌满水，起动后叶轮作高速旋
转,水受到离心力的作用被甩出叶轮，由泵壳汇集流出出水 管；而叶轮进口处，由于水被甩出形成真空，吸水池的水在 大气压的作用下进入吸水管流入叶轮,如此循环。如同雨伞 旋转雨滴被甩出一样。
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二、叶轮相似律 反映两台工况相似水泵工作参数与几何尺寸之间的变化规律。 （1）几何相似 两台水泵叶轮对应点尺寸线性成比例 B2/B2M＝D2/D2M＝－－－＝λ δ1＝δ1M ，δ2＝δ2M－－－ （2）运动相似 两个叶轮对应点水流速度大小成比例,角度相等 C2/C2M＝U2/U2M＝nD2/nMD2M＝－－－＝λn/nM β1＝β1M－－－ （3）工况相似 两台水泵如果满足几何相似且运动相似，那么称两台 泵工况相似。
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• 3 离心泵的主要零件及其部位,作用
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(1) 叶轮：最主要部件，通过叶轮旋转给水体施加能量。 单吸式叶轮: 叶轮有一个进水口。 双吸式叶轮: 叶轮有两个进水口。 (2) 泵轴：固定叶轮，带动叶轮旋转，传递能量。 (3) 泵壳: 蜗壳形,底部有放水孔。 汇集水流、导流。 (4) 泵座：固定泵壳。 (5) 填料盒: 泵轴穿出泵壳地方安装,防止漏水漏气。 单吸离心泵填料盒主要作用防止漏水（叶轮背面附近） 双吸离心泵填料盒主要作用防止漏气（叶轮进口附近） (6)减漏环: 叶轮进口与泵壳之间安装,防止高压水回流。 (7) 轴承座：支承泵轴。 (8) 联轴器：将电机轴与水泵轴连接
第四讲 叶轮相似定律和变速调节
• 1、第一相似律 • Q＝ηVF2C2R ， F2＝πD2B2ψ2 • Q/QM＝ηVF2C2R/ηVM×F2M×C2RM • ＝n/nM×(D2/D2M)³×ηV/ηVM • 2、第二相似律 • H＝ηhHT＝ηh/(1＋P)×U2C2U/g • H/HM＝ηh×U2×C2U/ηhM×U2M×C2UM • ＝（n/nM）²×(D2/D2M)²×ηh/ηhM • 3、第三相似律 • N＝γQH/η ， η＝ηV×ηh×ηM • N/NM＝(n/nM)³×(D2/D2M)^5×ηMM/ηM •
第四讲 叶轮相似定律和变速调节
• 两台工况相似的水泵 如果尺寸相差不大(不超过三倍),近似
认为效率相等,则 • Q/QM＝n/nM×(D2/D2M)³ • H/HM＝(n/nM)²×(D2/D2M)² • N/NM＝(n/nM)³×(D2/D2M)^5
• • 比例律: • 同一台水泵当转速改变前后,工况相似点的参数满足以下
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• 5 水泵的性能参数
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(1) 流量Q: 单位时间内通过泵出口的水体体积。m³/s。
(2) 扬程H: 单位重量液体通过水泵后获得的能量。mH2O 反映水泵做功本领大小的参数。
(3) 轴功率N：原动机传给泵轴上的功率。KW
有效功率： Nu＝γQH (4) 效率η: 反映水泵对能量的有效利用程度。
4、离心泵关阀起动 当Q＝0时, 功率N最小，符合电动机轻载起动要求,也容 易很快把水压出去。 另外，水泵启动之前抽真空引水灌泵，也必须把出水闸 阀关闭。 5、选配电动机 NP＝KN N—泵实际运行时可能出现的最大轴功率（单泵运行， 水源水位最高时）。 K－根据水泵功率不同选用,1.1～1.6
二 水泵工作点确定
依据叶片的形状和叶轮出水方向的不同划分为三大类。
离心泵:径向出流,水流质点主要受离心力作用。 轴流泵:轴向出流,水流质点主要受轴向升力的作用。 混流泵:斜向出流,水流质点既受离心力又受轴向力作用。
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水泵机组布置辅助设备选型
管路设计 泵站水锤 泵房工艺设计
第二章
叶片式水泵
• 第一讲 基本常识 • 1 水泵及水泵站
• （1）水泵: 把原动机的机械能转化为液体的能量的一类机械。 • （2）叶片泵: 依靠叶轮的高速旋转把原动机的机械能转化为液
体能量的一种机械。叶片泵是水泵种类中最大的一类，最常用。
规律
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Q1/Q2＝n1/n2 H1/H2＝(n1/n2)² N1/N2＝(n1/n2)³
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第四讲 叶轮相似定律和变速调节
• 三 变速调节 • 1、图解法 • 已知原工作点A(QA,HA), 转速为n , 现在所需流量QB，问水
泵转速调节至多少?
• 解：（1）求调速后水泵工况点B • HB＝Hst＋SQB² • （2）通过B点作一条相似工况抛物线 • H＝KQ²，K＝HB/QB²， • 与转速为n时的扬程曲线交于点C(QC ,HC)。 • （3）B，C两点工况相似,则n¹＝n×QB/QC