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1、第八节第八节 离心泵安装调速运转工况离心泵安装调速运转工况调速运速运转：指水：指水泵在可在可调速的速的电机机驱动下运下运转，经过改改动转速来速来改改动水水泵安装的工况点。安装的工况点。 假假设说对定速运定速运转工况，思索的是离心工况，思索的是离心泵在固定的在固定的单一一转速条件下，如何充分利用其速条件下，如何充分利用其Q-HQ-H曲曲线上的高效任上的高效任务“段，那么，段，那么，对调速运速运转工况，将着眼于在城市管网用水量逐工况，将着眼于在城市管网用水量逐时变动的情况下，的情况下，如何充分利用如何充分利用经过变速而构成的离心速而构成的离心泵Q-HQ-H曲曲线的高效任的高效任务“区。区。因此，因
2、此，调速运速运转大大地大大地扩展了离心展了离心泵的有效任的有效任务范范围，是，是泵站运站运转中非常合理的中非常合理的调理方式。理方式。 为了了对调速运速运转工况工况进展展讨论，下面将，下面将对离心离心泵叶叶轮的的类似律、比例律以及其似律、比例律以及其详细运用等运用等问题分述于后。分述于后。一、叶轮类似定律一、叶轮类似定律 由于水泵内部液体流动的复杂性，单凭仗实际由于水泵内部液体流动的复杂性，单凭仗实际不能准确地算出叶片泵的性能。根据流膂力学中的类不能准确地算出叶片泵的性能。根据流膂力学中的类似实际，并运用实验模拟的手段，可依水泵叶轮在某似实际，并运用实验模拟的手段，可依水泵叶轮在某一转速下的知
3、性能换算出它在其它转速下的性能。水一转速下的知性能换算出它在其它转速下的性能。水泵叶轮的类似定律是基于几何类似和运动类似的根底泵叶轮的类似定律是基于几何类似和运动类似的根底上的。凡是两台水泵能满足几何类似和运动类似的条上的。凡是两台水泵能满足几何类似和运动类似的条件，称为工况类似水泵。件，称为工况类似水泵。 几何类似条件是：两个叶轮主要过流部分一切相对几何类似条件是：两个叶轮主要过流部分一切相对应的尺寸成一定比例，一切的对应角相等。应的尺寸成一定比例，一切的对应角相等。 现设有两台几何类似水泵的叶轮，一个为模型水现设有两台几何类似水泵的叶轮，一个为模型水泵的叶轮，其符号以下角标泵的叶轮，其符号
4、以下角标m m表示；另一个为实践水泵表示；另一个为实践水泵的叶轮，其符号不带下角标的叶轮，其符号不带下角标m m。 一类似条件一类似条件 1 1、几何类似、几何类似运动类似是在几何类似的前提下的工况类似。即两叶轮相运动类似是在几何类似的前提下的工况类似。即两叶轮相应点上水流的同名速度方向一致，大小成比例。即相应点应点上水流的同名速度方向一致，大小成比例。即相应点上水流速度三角形类似。上水流速度三角形类似。2 2、运动类似、运动类似类似速度三角形类似速度三角形1 1、第一、第一类似律似律( (确定两台确定两台类似工况运似工况运转水水泵的流量之的流量之间关系关系) )水水泵出水量出水量Q=D2b2
5、2Cm2Q=D2b22Cm2容。因此，容。因此，类似似工况下运工况下运转两台水两台水泵的流量之的流量之间的关系的关系为：二类似律公式二类似律公式1 1、第一类似律、第一类似律由水泵的扬程公式由水泵的扬程公式2 2、第二类似律、第二类似律 ( (确定两台类似工况运转水泵的扬程之间确定两台类似工况运转水泵的扬程之间关系关系) )3 3、第三类似律、第三类似律 ( (确定两台类似工况运转水泵的轴功率之间关确定两台类似工况运转水泵的轴功率之间关系系) )水水泵的的轴功率公式功率公式:N=QH/(1000 ) (KW)类似律的简化类似律的简化适用中，照实适用中，照实践水泵与模型践水泵与模型水泵的尺寸相水
6、泵的尺寸相差不太大，且差不太大，且工况类似时，工况类似时，可近似地以为可近似地以为三种部分效率三种部分效率都不随尺寸而都不随尺寸而变，那么类似变，那么类似定律可写为：定律可写为：二、比例律二、比例律把类似定律运用于以把类似定律运用于以不同转速运转的同一不同转速运转的同一台叶片泵，就可以得台叶片泵，就可以得到下式：到下式：比例律运用比例律运用上述三个公式表示同一台叶片泵，当转速上述三个公式表示同一台叶片泵，当转速n变卦变卦时，其它性能参数将按上述比例关系而变，上面时，其它性能参数将按上述比例关系而变，上面这三个式子为类似定律的一个特殊方式，称为比这三个式子为类似定律的一个特殊方式，称为比例律。对
7、于水泵的运用者而言，比例律是很有用例律。对于水泵的运用者而言，比例律是很有用途的。它反映出转速改动时，水泵主要性能变化途的。它反映出转速改动时，水泵主要性能变化的规律。在后述的关于离心泵安装的变速调理工的规律。在后述的关于离心泵安装的变速调理工况内容就是运用此比例律来换算的。况内容就是运用此比例律来换算的。 1、比例律运用的图解方法、比例律运用的图解方法比例律在泵站设计与运转中的运用，最常遇到的比例律在泵站设计与运转中的运用，最常遇到的情形有二种：情形有二种：(1)知水泵转速为知水泵转速为n1时的时的(QH)1曲线如下图，曲线如下图，但所需的工况点，并不在该特性曲线上，而在坐但所需的工况点，并
8、不在该特性曲线上，而在坐标点标点A2(Q2，H2)处。现问：假设需求水泵在处。现问：假设需求水泵在d点点任务，其转速任务，其转速n2应是多少应是多少?(2)知水泵知水泵n1时的时的(QH)1曲线，试用比例律翻曲线，试用比例律翻画转速为画转速为n2时的时的(QH)2曲线。曲线。比比例例律律运运用用的的图图解解图图求求n2类似工况抛物线比例律运用的图解法比例律运用的图解法采用“类似工况抛物线方法来求解n2 ： 方法：1、求“类似工况抛物线方程：由比例律得H=KQ22、将A2(Q2，H2)代入H=KQ2得K值，作H=KQ2方程曲线，与转速为n1的(QH) 曲线相交得点A1 (Q1,H1) ， A1与
9、A2类似。3、由比例律一得：2、翻画转速为、翻画转速为n2时的时的(QH)2曲线曲线求出转速n2后，再利用比例律，可翻画出n2时的(QH) 曲线。由于n1和n2均为知值。利用迭代法，在n1的(Q H) 曲线上恣意取(Q1,H1)点，利用比例律得出相应的(Q2,H2)点，反复可得n2曲线的其它点，用光滑曲线连结可得出n2(Q H) 曲线。三、类似准数比转数ns目前，叶片泵的叶轮构造和水力性能及尺寸大小是多种多样的，需求一个综合性的目的，即比转数(又叫比速)来对叶片泵进展分类和比较，将同类型的泵组成一个系列，以利于水泵的设计和消费。消去消去三、类似准数比转数ns将模型泵的Hmlm，Qm0.075m
10、3s代入可得下式 留意以下几点(1)Q和H是指水泵最高效率时的流量和扬程，也即水泵的设计工况点。(2)比转数n，是根据所抽升液体的容重r1000kgm3时得出的，也即根据抽升20左右的清水时得出的。 (3)Q和H是指单吸、单级泵的流量和扬程。假设是双吸式水泵，那么公式中的Q值，应该采用水泵设计流量的一半也即采用(Q/2)。假设是多级泵，H应采用每级叶轮的扬 程。(4)对于任一台水泵而言，比转数不是无因次数，它的单位是“rmin。可是，由于它并不是一个实践的转速，它只是用来比较各种水泵性能的一个共同规范。因此，它本身的单位含义，无多大用途，普通在书本中均略去不写。 比转数讨论(1) 当转速n一定
11、时，ns越大，表示这种水泵的流量越大，扬程越低，反之，比转数越小，表示这种泵的流量小，扬程高。 (2)叶片泵叶轮的外形、尺寸、性能和效率都随比转数而变的。因此，运用比转数ns公式，可对叶片泵进展分类。比转数分类图例题1、一台SH型水泵流量为45L/S，扬程为78m，额定转速2900r/min，计算其比转速？ns=60.52、知某水泵流量为360m3/h，扬程为10m，额定转速1450r/min，试判别其水泵的类型？ns=297.6调速途径及范围实现变速调理的途径普通有两种方式。一种方式是电机转速不变， 用中间巧合器变速箱以到达改动转速的目的。属于这种调速方式的常见有液力巧合器，它是用油作为传送力矩的介质，是属于滑差传动的一种。另一种方式是电机本身的转速可变。属于这种调速方式的有改动电机定子电压调速，改动电机定子极数调速，改动电机转子电阻调速，串级调速以及变频调速等多种。变频电机或变频水泵本课教学内容根本要求本课教学内容根本要求1. 离心泵安装定速运转工况：管道特性曲线，图解法求工况点，数解法求工况点公式。2. 离心泵安装调速运转工况点：类似工况概念，类似律的推导与方式，比例律运用，调速运转节能意义，叶轮类似准数概念及含义，调速途径及范围。
