我们经常这样做,一个确定的泵:
1、可以通过换皮带轮改变转速n,改变泵的功率:
1)如果扬程H不变,则流量Q按与转速n的立方成正比变小;
2)如果流量Q不变,则扬程H按与转速n的立方成正比变小;
3)如果流量Q、扬程H同时变,则流量Q和扬程H的乘积与转速n的立方成正比变小;
2、可以通过改变进、出水泵的管径大小调节流量Q:
1)由于转速n不变,所以功率N 不变;
2)进、出水泵的管径变大时,水的流速降低,水的出口流速降低,流量Q增大,压力(扬程不变)减小,适宜水出口流速大,能量损耗大的情况,结果是在功率不变的情况下增大了出水量;
3)进、出水泵的管径变大时,水的流速降低(扬程过大),流量Q增大,扬程H相应降低,流量Q和扬程H的乘积不变,即增大管径,增大流量Q,反比减小扬程H ,这种情况适宜压力过大,出口水压大水速高,或需要降低扬程的情况;
4)与1、2相反,进、出水泵的管径变小时,可以增大水出口流速,增大扬程H;
3、可以改变扬程H :
1)由于不改变水泵的转速,所以认为功率不变;
2)若减小扬程H,等于增大水出口流速,流量Q反比增大;
4、理论依据:
1)离心水泵的流量Q、杨程H、功率N 、转速n之间的关系:
n---速度
Q--流量
H--扬程
N--功率
N ∝ 流量Q×压力杨程H ∝ nnn(转速的立方)
2)伯努利方程(Bernoulli equation)
理想正压流体在有势彻体力作用下作定常运动时,运动方程(即欧拉方程)沿流线积分而得到的表达运动流体机械能守恒的方程。因著名的瑞士科学家D.伯努利于1738年提出而得名。对于重力场中的不可压缩均质流体 ,方程为
p+ρgz+(1/2)*ρv^2=C
式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;z 为铅垂高度;g为重力加速度。
上式各项分别表示单位体积流体的压力能 p、重力势能ρg z和动能(1/2)*ρv ^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,即总能量守恒。但各流线之间总能量(即上式中的常量值)可能不同。对于气体,可忽略重力,方程简化为p+(1/2)*ρv ^2=常量(p0),各项分别称为静压 、动压和总压。显然 ,流动中速度增大,压强就减小;速度减小, 压强就增大;速度降为零,压强就达到最大(理论上应等于总压)。飞机机翼产生举力,就在于下翼面速度低而压强大,上翼面速度高而压强小 ,因而合力向上。 据此方程,测量流体的总压、静压即可求得速度,成为皮托管测速的原理。在无旋流动中,也可利用无旋条件积分欧拉方程而得到相同的结果但涵义不同,此时公式中的常量在全流场不变,表示各流线上流体有相同的总能量,方程适用于全流场任意两点之间。在粘性流动中,粘性摩擦力消耗机械能而产生热,机械能不守恒,推广使用伯努利方程时,应加进机械能损失项。
4)“伯努利方程”表示单位体积流体的压力能 p、重力势能ρg z和动能(1/2)*ρv ^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,即总能量守恒。
5)“沿流线运动过程中,总和保持不变,即总能量守恒。”是什么意思???
1、为了便于大家理解,我举个例子说明:
1)如果我们用一个水管洗车的时候,你会将管口用手捏小,增大水的出口流速,在“伯努利方程”看来,你是在减小管的截面,减小压力能,增大动能;
2)如果你把水管高高举起时,你会发现水的出口速度减小,在“伯努利方程”看来,你是在减小动能,增大重力势能;
2、在离心水泵的讨论中,我们可以应用“伯努利方程”,解决流量(与动能即流速)与扬程H(重力势能)之间的转换关系,实现楼主减压时,不减流量的要求,也就是说不用换水泵!
3、我们来解决楼主的问题:
1)第一步先降低压力即扬程H,这时流量增大;
2)第二步再降低转速n,把压力、流量降下来,注意,流量减小到原来的流量为止;
3)这样就实现了降压不降流量的需求;
1、一个出厂的水泵,名牌上的扬程H,流量Q,与功率P(N)、转速n是额定确定的;
2、按照名牌使用,水泵的效率最高;
3、实际选用水泵时,可根据实际需要选择所需的扬程H、流量Q、功率P(N)、转速n的水泵;
4、如果实际参数需要的水泵,没有,可选用功率P(N)合适,扬程H、流量Q相近的水泵,在安装时可适当调整扬程H和流量Q;
5、在调整扬程H和流量Q时,原则是扬程H和流量Q的乘积不变,达到充分利用泵的功率;
6、如果不需要那么大的扬程H和流量Q,可根据需要的扬程H和流量Q的乘积成正比的降低功率,或按需要的扬程H和流量Q的乘积成正比的降低转速的立方;
如何调整扬程H和流量Q:
1、如果水泵的功率P或转速n 不变:
1)先根据名牌的扬程H和流量Q算出乘积:
扬程H×流量Q = 乘积 ;
2)在根据需要的较小(或大)的扬程H2去除乘积算出改动扬程后流Q2:
流量Q2 = 乘积 ÷ 扬程H2
3)这时水的进、出管的截面S2与流量Q2 正比增大(或减小):
Q2 / S2 = Q1 / S1
S2 = (Q2 ×S1)÷Q1
2、如果不需要那么大的功率,可降低功率或转速n:
1)只要求降低扬程H,流量Q维持不变时:
2)先根据名牌的扬程H和流量Q算出乘积:
扬程H1×流量Q = 乘积1
3)再根据需要的扬程H2 和流量Q 算出乘积2:
扬程H2×流量Q = 乘积2
4) 再根据转速的立方与乘积成正比的减小转速n :
乘积1 / 乘积2 = 转速n1的立方 / 转速n2的立方
转速n2的立方 = (乘积2×转速n1的立方)÷ 乘积1
5)再根据计算出的转速n2,确定电机皮带轮的大小并更换(也可用变频器调节转速n 到转速n2);
6)当用皮带轮改变转速n 时,系统不会增加新的电损耗,如果用变频调速改变转速n ,要增加新设备的电损耗最少10%。