离心泵在管路中的运行

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1、第十二讲第十二讲 离心泵在管路中的运离心泵在管路中的运行行一. 工作点与流量调节二. 离心泵的组合操作三. 安装高度的确定四. 泵的选用本 节 小 结主主 要要 内内 容容一一. . 工作点与流量调工作点与流量调节节1.1.离心泵的工作点离心泵的工作点： 管路需要压头泵对液体提供压头管路需要压头泵对液体提供压头。 管路特性曲线：管路特性曲线：离心泵特性曲线：离心泵特性曲线：通过图解法或解析法可以求出离心泵的工作点。通过图解法或解析法可以求出离心泵的工作点。2. 流量调节流量调节： 改变管路特性曲线改变管路特性曲线改变阀门开度，即改变管路特性方程中的改变阀门开度，即改变管路特性方程中的K值。值。

2、不足：关小阀门会增加阻力损失；不足：关小阀门会增加阻力损失；可能使离心泵在低效率下工作。可能使离心泵在低效率下工作。优点：操作方便、灵活。优点：操作方便、灵活。改变阀门开度时工作点的变化改变阀门开度时工作点的变化改变泵转速时工作点的变化改变泵转速时工作点的变化改变泵特性曲线改变泵特性曲线 改变叶轮直径或改变叶轮直径或转速转速 可保证离心泵在高效区工作，但调节不方便。可保证离心泵在高效区工作，但调节不方便。二二. . 离心泵的组合操作离心泵的组合操作1. 并联操作并联操作当单台泵不能满足输送任务当单台泵不能满足输送任务离心泵并联或串联的组离心泵并联或串联的组合操作。合操作。 以两台特性完全相同的

3、离心泵为例。以两台特性完全相同的离心泵为例。在相同的输送压头条件下，理论上并联泵的流量应为在相同的输送压头条件下，理论上并联泵的流量应为单泵的两倍单泵的两倍 管路并联后管路并联后 输送流量输送流量，管内流动阻力，管内流动阻力并联后泵实际输送的总流量并联后泵实际输送的总流量 单单泵送液量的两倍；泵送液量的两倍；并联压头略高于单台泵的压头；并联压头略高于单台泵的压头；并联后泵的总效率与单台泵的效并联后泵的总效率与单台泵的效率相同。率相同。2. 串联操作串联操作在同一输送流量条件下，理论上并联泵的压在同一输送流量条件下，理论上并联泵的压头应为单泵的两倍。头应为单泵的两倍。两台泵串联后的压头必低于单台

4、泵压头的两倍；两台泵串联后的压头必低于单台泵压头的两倍；串联后流量比单台泵送液量大；串联后流量比单台泵送液量大；串联泵的效率为串联泵的效率为Q串串下单台泵的效率下单台泵的效率。3. 组合方式的选择组合方式的选择应视管路要求的压头及特性曲线形状而定应视管路要求的压头及特性曲线形状而定 以取得最佳经济效果以取得最佳经济效果1)若单泵提供的最大压头若单泵提供的最大压头 管路两端的总管路两端的总势能差势能差 必须串联；必须串联；2) 当输液量变化幅度大，为保证每台泵均当输液量变化幅度大，为保证每台泵均在高效区工作在高效区工作常用并联组合泵常用并联组合泵增减泵的增减泵的运行台数运行台数适应输液量的变化。

5、适应输液量的变化。低阻抗低阻抗输送管路输送管路(管路特管路特性曲线较平坦性曲线较平坦) 并联并联流量、压头高于串联流量、压头高于串联高阻抗高阻抗输送管路输送管路(管路特管路特性曲线较陡性曲线较陡) 串联串联组组合合3) 单泵可输液，只是单泵可输液，只是Q排出管径。排出管径。四四. . 泵的选用泵的选用1. 选泵：选泵：液体性质、操作条件液体性质、操作条件选类型选类型 压头流量压头流量选尺寸，型号选尺寸，型号 选择工作点下效率最高的泵。选择工作点下效率最高的泵。 2. 安装与运行：安装与运行： 安装高度（吸入管不小于泵入口）安装高度（吸入管不小于泵入口） 启动前充满液体，关出口阀启动前充满液体，

6、关出口阀 运行检查，轴承运行检查，轴承 关出口阀（停车）关出口阀（停车）(3) 离心泵的类型离心泵的类型输送液体性质输送液体性质清水泵清水泵 IS；耐腐蚀泵耐腐蚀泵F；油泵油泵Y；杂质泵杂质泵P；磁力泵磁力泵C等等。等等。吸入方式吸入方式单吸式；单吸式；双吸式双吸式Sh。叶轮数目叶轮数目单级泵；单级泵；多级泵多级泵D泵型号的含义：泵型号的含义：4B20泵入口直径，液体性质，扬程泵入口直径，液体性质，扬程泵型号的含义：泵型号的含义：IS50-32-125吸入管、排出管内径、叶轮直径吸入管、排出管内径、叶轮直径(mm)1. 离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节 管路特性曲线管路特性曲线

7、H=A+KQ2 高阻高阻K，曲线陡，曲线陡 低阻低阻K，曲线较平坦，曲线较平坦 调出口阀改变阻力调出口阀改变阻力本 节 小 结泵的特性曲线泵的特性曲线H HQ Q 泵选择好，工作点对应的流量与泵选择好，工作点对应的流量与扬程在高效区。扬程在高效区。工作点工作点图解、解析法。图解、解析法。流量调节流量调节改变工作点的位置到满足生产输送任务要求改变工作点的位置到满足生产输送任务要求(满意点满意点)的过程。的过程。4 离心泵的选择原则离心泵的选择原则 据输送液体的性质和操作条件据输送液体的性质和操作条件 确定泵的类型；确定泵的类型； 据具体管路系统对泵提出的流量据具体管路系统对泵提出的流量Qe和压头

8、和压头He要求要求 确定泵的型号；确定泵的型号； 核算泵的轴功率核算泵的轴功率5 离心泵的气缚、气蚀现象离心泵的气缚、气蚀现象2 离心泵的组合操作：串联、并联离心泵的组合操作：串联、并联3 离心泵的安装高度离心泵的安装高度 由允许吸上真空度由允许吸上真空度HS Hg ；例例例例a. a. 工作点概念工作点概念工作点概念工作点概念某离心泵，某离心泵，n=1480r/min，特性方程为，特性方程为H= (V)=38.4-40.3V2(V,m3/min)，管路两端有，管路两端有Z+p/g=16.8m。管径为。管径为 764mm，管长管长(含所有局部阻力当量长度含所有局部阻力当量长度)l+ le=13

9、60m，=0.03。求：输液量求：输液量V=？解：解：一定特性的泵在一定特性的管路中运行，求流量一定特性的泵在一定特性的管路中运行，求流量V工作点问题。工作点问题。管路特性：管路特性：联立求解可得：联立求解可得：V=0.178m3/minH=37.2mb. b. 离心泵安装高度及其影响因素离心泵安装高度及其影响因素离心泵安装高度及其影响因素离心泵安装高度及其影响因素一型号为一型号为6Sh-6离心泵，输送离心泵，输送40的水，的水，V=198m3/h，吸，吸入管阻力入管阻力 hf=2.4m，大气压，大气压pa=750mmHg。从样本上知。从样本上知道道H s,允允=5mH2O。求：求： 安装高度

10、安装高度H g(max) =? 水温由水温由4070， H g(max) =? 吸入管径减小吸入管径减小20%， H g(max) =?（计算中可以略去速度头项）（计算中可以略去速度头项）解：解：查表知查表知40水：水：=992kg/m3，pv=0.0752kgf/cm2则：则：Hg(max)=4.52-2.4=2.12m，安装时应小于此值。，安装时应小于此值。 70的水的水查表知查表知70水：水：=978kg/m3，pv=0.318kgf/cm2则：则：Hg(max)=2.17-2.4=-0.23m“灌注头灌注头” 水温仍为水温仍为40，d 减小减小20%Hg(max)=4.52-hf？比例

11、法比例法设设基本不变，有：基本不变，有：则：则：Hg(max)=4.52-7.32=-2.8m比温度变化的影响大得多。比温度变化的影响大得多。 由由知道。在输送热流体或低沸点液体时，要特别注意吸入知道。在输送热流体或低沸点液体时，要特别注意吸入高度问题。如高度问题。如H s,允允较低，可采取如下措施：较低，可采取如下措施： 采用灌注头。采用灌注头。 如必须采用吸入头，则应尽量减小吸入管阻力如必须采用吸入头，则应尽量减小吸入管阻力 hf吸入管路采用粗管吸入管路采用粗管减少不必要的管件减少不必要的管件离心泵尽可能靠近液源离心泵尽可能靠近液源不能设置入口阀门！不能设置入口阀门！用离心泵将用离心泵将2

12、0的清水（密度取的清水（密度取1000kg/m3）从水池送往敞从水池送往敞口的高位槽。在泵的入口和出口分别装有真空表和压强表。口的高位槽。在泵的入口和出口分别装有真空表和压强表。泵在一定转数、阀门泵在一定转数、阀门C在一定开度下，测得一组数据：泵的在一定开度下，测得一组数据：泵的流量流量V、压头压头H、功率、功率N 、真空度真空度p1 、压强压强p2 。现分别改变。现分别改变如下某一条件，试判断上面五个参数将如何变化：如下某一条件，试判断上面五个参数将如何变化： 将泵的出口阀将泵的出口阀C的开度加大；的开度加大； 改送密度为改送密度为1260kg/m3的水溶的水溶液液(其它性质与水相近其它性质

13、与水相近)； 泵的转数提高泵的转数提高8%； 泵的叶轮直径减小泵的叶轮直径减小5%。c. c. 操作条件变化对泵参数的影响分析操作条件变化对泵参数的影响分析操作条件变化对泵参数的影响分析操作条件变化对泵参数的影响分析Zp1p2CZp1p2C00112233解：解： 加大阀门加大阀门C的开度的开度阀门开度阀门开度 leK 管路特性曲线改变管路特性曲线改变泵工作点由泵工作点由MMHVMMH-VH-VH-VN-V从右下图可见：从右下图可见：V H N泵入口真空表读数变化，可泵入口真空表读数变化，可在在0-0、1-1截面间列式分析：截面间列式分析： 真空真空表的读数表的读数可见：可见：V u12/2g

14、 、hf0-1，(Z1-Z0)不变不变据离心泵基本方程据离心泵基本方程(或特性曲线或特性曲线)知：其它条件不变，知：其它条件不变，V泵的压头泵的压头H 泵出口压强表读数泵出口压强表读数p2离心泵特性实验也证实了这一点。离心泵特性实验也证实了这一点。而而 N=gHV/，即，即 N从前面的柏努利方程式从前面的柏努利方程式(在在0-0、1-1之间之间)可知：可知： 泵入口真空度泵入口真空度( p1)根据柏努利方程根据柏努利方程(在在2-2、3-3间列式间列式)：可判断：泵出口压强可判断：泵出口压强 p2。 改送密度为改送密度为1260kg/m3的水溶液的水溶液(其它性质与水相近其它性质与水相近)从泵

15、的理论流量方程和基本方程知道：当泵的从泵的理论流量方程和基本方程知道：当泵的n和和D2不变不变 V和和H与液体密度与液体密度无关，即无关，即V和和H不变。不变。根据柏努利方程根据柏努利方程(在在0-0、1-1间及在间及在2-2、3-3间列式间列式)，.可判断：泵入口真空度和出口压强都上升。可判断：泵入口真空度和出口压强都上升。可见：可见：n V、H、N 泵的转数提高泵的转数提高8%根据离心泵的比例定律：根据离心泵的比例定律： 泵的叶轮直径减小泵的叶轮直径减小5%根据离心泵的切削定律：根据离心泵的切削定律： 在泵的流量调解方法中，从操作来说，改变出口阀门非在泵的流量调解方法中，从操作来说，改变出口阀门非常方便，从节能角度考虑，宜采用改变泵转速或叶轮直径常方便，从节能角度考虑，宜采用改变泵转速或叶轮直径的方法的方法可见：可见：D V、H、N根据柏努利方程根据柏努利方程(在在0-0、1-1间及在间及在2-2、3-3间列式间列式)，.可判断：泵入口真空度和出口压强都下降。可判断：泵入口真空度和出口压强都下降。