一、关于离心水泵参数之间必须遵从的关系:
1、能量关系:机械能守恒原理: 功率N ∝ 扬程H × 流量Q
2、流体动力学原理:
A、阻力矩M正比流速v的平方:M ∝ v^2
B、速度头与水头的转换关系(流速v的平方与扬程H的转换关系):v^2 /2∝gH
C、流量与管网阻力R的关系:H ∝ 流量Q^2
3、运动学关系:线速度与角速度成正比 v ∝ ω
4、功能关系:
A、功率N = 转矩M×角速度ω
B、功率N ∝ 角速度ω的立方:N ∝ ω^3
二、各种曲线:
1、流量-扬程曲线(Q-H)
2、流量-功率曲线(Q-N)
3、流量-效率曲线(Q-η)
4、流量-气蚀余量曲线(Q-(NPSH)r)
5、意义:
A、性能曲线作用是泵的任意的流量点,都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程、功率、效率和气蚀余量值;
B、这一组参数称为工作状态,简称工况或工况点;
C、离心泵取高效率点工况称为最佳工况点;
D、最佳工况点一般为设计工况点;
E、一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近;
F、在实践中选高效率区间运行、即节能、又能保证泵正常工作,因此了解泵的性能参数相当重要。
要分清几个过程的前提条件:
1、管网曲线一定时:
1)系统压力增大,流量增大,压力与流量的平方成正比,即H ∝ 流量Q^2
2)是一个系统功率增大的过程,或者说泵机转速提高的过程,变频频率升高的过程;
3)管网曲线是一个二次曲线;
4)就相当于电路电阻R一定,电压变化、电流变化、功率变化的情况;
2、改变管网曲线,增大流量:
1)相关物理过程例如打开出水龙头时;
2)改变管网曲线减小管网阻力R,系统流量增大,压力减小很少认为恒定,
3)压力恒定,系统流量与功率成正比,流量增大,功率增大,电机转子转速在稳定区速度梢微降低,负荷增大;
4)这就是泵的实际运行状态,流量大,功率大,流量小功率小,例如风门关小时、回流阀开大时,系统流量减小,功率减小,用电量也小;
5)风门关小时、回流阀开大时,系统流量减小,功率减小,用电量也小,此时转子转速在稳定区速度梢微升高,负荷减轻;
6)如果这时改变出水管径,就等于改变流量,改变电机运行功率,这就是改变出水管径改变流量的原理;
7)相当于电路的电压不变,电阻R变化时,电流、功率变化的情况;
3、泵机功率不变:
1)相关物理过程如灭火水枪;
2)用减小出水管截面,增大管网阻力R,减小流量、增大压力,泵机功率不变;
3)目的在于增大压力,增大出口水流速度等;
4)也是管网改造,减小流量、增大扬程、不增大系统功率的方法的原理;
5)这个过程H-Q曲线,是上翘的双曲线形,流量与压力反比降低,或压力与流量反比升高的曲线;
6)这个过程相当于恒流源电路中,外电路变阻器的电阻增大时,电流减小、电压升高、功率不变的情形;
1、管网曲线一定时: 这种运行情况适宜封闭式流体循环系统;
2、改变管网曲线,调节流量:
1)这是大部分风机、供水泵的正常工作状态;
2)在这种状态下运行时,忽略压力的变化既恒压;
3)在这种状态下运行时,流量与电机输出功率成正比,既风门大功率大、风门小功率小,所以用风门调节风量大小并不浪费电。同样用回流阀调节水量大小是,也不浪费电!!!
4)所以用变频器调速,改变风机风量与调节风门调节风量相比,并不存在省电电的问题,如果考虑变频损耗,变频调速改制风机系统效率更低;
3、泵机功率不变:
1)这种情况适宜灭火水泵工作的情况;
2)灭火水泵工作在大功率、高扬程状态;
3)H-Q 曲线是一个下降的曲线,压力与流量成反比,在功率基本恒定的情况下,用小截面水管获得高压水流;