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第五章叶片泵的运行工况与调节水泵出水池进水池抽水装置示意图工作点：水泵和抽水装置的稳定运行点H(扬程）0Q (流量)水泵特性曲线第节水泵运行工况的确定第一节提供能量出水池进水池Hr H＝H (扬程）工作点= 平衡点=Hr H??水泵特性曲线Q (流量)出水池2P1进水池1h p p 12−V V22−=w Hs ρgg 212+++Hr净扬程水头损失=0≈02SQh w =2SQH H st r +=HrHstQQ ~H r（装置需要扬程曲线）HrHHsQQ ~H rQQ ~H（装置需要扬程曲线）（水泵特性曲线）（1）Graphic solution method (图解法）Duty point （工作点）H (扬程）Hr =H H HrH Q HsQ (流量)（2）Numerical solution method (数解法）2SQ Hs Hr +=Q ~ Hr ：H2=Q ~ H ：QQ 210Qa Q a a H ++QHrH =ⅡⅠⅡⅠTwo pumps in series Two pumps in parallel (两泵串联）（两泵并联）QQQ+=2122DC11QSQSHHCDACstr++=Q1Q22222QSQSHHCDBCstr++=A B两泵并联1）并联点前的管路损失可以忽略时如果并联点前的管路AC、BC很短，局部阻力损失也很小，即并联点前管路的阻力损失占整个管路阻力损失的比重非常小，以至可以忽略不计2211QS Q S H H CD AC st r ++=2222QS Q S H H CD BC st r ++=1）并联点前的管路损失可以忽略时如果并联点前的管路AC、BC很短，局部阻力损失也很小，即并联点前管路的阻力损失占整个管路阻力损失的比重非常小，以至可以忽略不计2=1QS H H CD st r +22QS H H CD st r +=21r r H H =1）并联点前的管路损失可以忽略时Q Q Q =+2121H H ==21r r H HQ ~H r1）并联点前的管路损失可以忽略时+~HH (扬程)Q 1+ Q 2 H 扬程相等Q 2~HQ 1~H 21H H =Hst Q (流量）2）并联点前的管路损失不能忽略时①相同性能的水泵并联且并联点前的管路布置对称（即管路的长短、大小、材质以及管路附件均相同）；（即管路的长短大小材质以及管路附件均相同）；②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称2）并联点前的管路损失不能忽略时①相同性能的水泵并联且并联点前的管路布置对称（即管路的长短大小材质以及管路附件均相同）（即管路的长短、大小、材质以及管路附件均相同）；=Q 流量相等（Q 1Q 2）H =H 扬程相等（12）2211QS Q S H H CD AC st r ++=2222Q S Q S H H CD BC st r ++=扬程相等（H 1=H 2）Q 22)2(Q S S H H CD AC st r ++=2S H AC +)4(Q S H CD st r +=2）并联点前的管路损失不能忽略时相同性能的水泵并联且并联点前的管路布置对称（即管路的长短、大小、材质以及管路附件均相同）；2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称流量不相等（Q1≠Q2）扬程不相等（H 1≠H2）不能用等扬程下流量横加2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称流量不相等（Q1≠Q2）扬程不相等（H 1≠H2）想象处理：把水泵吸水管的进口A、B看成是泵的进口，把泵的出口延伸到并联点C，也就是将并联点前的管路阻力损失点C也就是将并联点前的管路阻力损失当成泵内的水力损失2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称想象处理：把水泵吸水管的进口A、B看成是泵的进口，把泵的出口延伸到并联点C，也就是将并联点前的管路阻力损失当成泵内的水力损失扬程相等（H1=H2）流量可叠加2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称想象处理：把水泵吸水管的进口A、B看成是泵的进口，把泵的出口延伸到并联点C，也就是将并联点前的管路阻力管损失当成泵内的水力损失2）并联点前的管路损失不能忽略时②不同性能的水泵并联且并联点前的管路布置不对称 需要扬程曲线22111Q S H Q S H H CD st AC r r +=−=′22=−=′222Q S H Q S H H CD st BC r r +并联运行工作点数解法2121101Q a Q a a H ++=泵1的Q ~H曲线方程2222102Q b Q b b H ++=泵2的Q~H曲线方程22111Q S Q S H H CD AC st r ++=水流过ACD的需要扬程联立22222Q S Q S H H CD BC st r ++=水流过BCD的需要扬程求解11r H H =22r H H =QQ Q =+21并联运行工作点讨论1) 并联运行时各台水泵的流量小于水泵各自单独运行时的流量，也表明水泵并联运行时的总流量小于每台泵各自单独工作时的流量之和.作时的流量之和并联运行工作点讨论2)当两台大小不同的泵并联时，小泵输出的流量很小，且随装置需要扬程曲线的变陡（即管路阻力损失变大）输出流量进一步减小。
2 水泵变频运行分析的误区2.1 有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律流量比例定律q1/q2=n1/n2扬程比例定律h1/h2=(n1/n2)2轴功率比例定律p1/p2=(n1/n2)3并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比，水泵的扬程与转速的平方成正比，水泵的输出功率与转速的3次方成正比。
以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的，但是却无法解释如下问题:(1) 为什么水泵变频运行时频率在30~35hz以上时才出水？(2) 为什么水泵在不出水时电流和功率极小，一旦出水时电流和功率会有一个突跳，然后才随着转速的升高而升高？2.2 绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。
图1 水泵的特性曲线图1中，水泵在工频运行的特性曲线为f1，额定工作点为a，额定流量qa，额定扬程ha，管网理想阻力曲线r1=kq与流量q成正比。
采用节流调节时的实际管网阻力曲线r2，工作点为b，流量qb，扬程hb。
采用变频调速且没有节流的特性曲线f2，理想工作点为c，流量qc，扬程hc;这里qb=qc。
按图1中所示曲线，要想用调速的方法将流量降到零，必须将变频器的频率也降到零，但这与实际情况是不相符的。
实际水泵变频调速时，频率降到30~35hz以下时就不出水了，流量已经降到零。
2.3 变频泵与工频泵并联变频泵与工频泵并联运行时，由于工频泵出口压力大，变频泵出口压力小，因此怀疑变频泵是否会不出水？是否工频泵的水会向变频泵倒灌？3 以上分析的误区(1) 相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律，它表明相似泵(或风机)在相似工况下运行时，对应各参数之相互关系的计算公式。
而比例定律是相似定律作为特例演变而来的。
即两台完全相同的泵在相同的工况条件下，输送相同的流体，且泵的直径和输送流体的密度不变，仅仅转速不同时，水泵的流量、扬程和功率与转速之间的关系。
187第四章 泵在系统中的运转工况4.1 泵运转时的工况点泵在系统（泵装置）中运转。
泵的工作状况是通过转速、流量、扬程和效率来表示。
泵究竟在哪一点运转，取决于泵的特性和泵装置的特性。
泵装置（图4-1）是指泵、泵的附件、吸入管路和压出管路以及吸入池和压出池的总称。
泵的附件是指装在泵或管路上的真空计、流量计、压力计、滤网底阀、修理阀、调节阀等。
由水力学可知，单位重量液体自吸入池液面移到压出池液面要克服的阻力c H 为h p p H H z c ∑+'-''+=γ （4-1）式中c H ——泵装置的阻力或称装置扬程；z H ——压（排）水池和吸水池液面的高度差；h ∑——管路中水力损失总和。
它包括：1) 吸水管路上的各种局部水力损失，主要是由底阀、弯管和收缩管等引起的；2) 吸水管路沿程摩擦水力损失；3) 排出管路上的各种局部损失，如弯管、调节阀流量计等处的水力损失；图4-1 泵装置1884) 排出管路的沿程摩擦水力损失。
泵装置中各种水力损失与液体流速平方成正比，因此，管路中水力损失的总和可用下式计算。
22KQ g2h =υξ=∑∑ 所以，装置扬程的计算式可写成2KQ p p H H z c +'-''+=γ （4-2）以式（4-2）表示的)(Q f H c =关系曲线，称为装置特性曲线或称管路特性曲线（图4-2）。
将装置特性曲线)(Q f H c =与泵特性曲线)(Q f H =画在同一坐标图上，二曲线相交于M 点（图4-3）。
M 点就是泵运转的工况点。
图4-2 装置特性曲线 图4-3 泵的运转工况点泵能够在M 点稳定运转是因为M 点表示泵的扬程与泵装置的扬程相等，即单位重量液体经过泵所得到的能量等于把单位重量液体自吸水池移到排水池所需做的功。
假如泵在比M 流量大的A 点运转，很明显，这里装置扬程大于泵的扬量；说明把液体从吸水池送到排水池所需做的功大于液体从泵得到的能量，这时，液189体因能量不足而减速，流量减小，工况点A 沿泵特性曲线向M 点移动。
