泵与风机管路工作分析调节与选择

泵与风机北京航空航天大学2011.11考试安排l时间：12月2日，下午2：004：00l地点：新主楼F102l内容：流体力学泵与风机（第四版）l题型：选择，填空，简答，计算第四章 管路工作分析、调节及选择l管路特性曲线及工作点l离心式泵与风机的联合工作l离心式风机的工况调节l离心式泵与风机的选择管路特性曲线及工作点l管路特性曲线泵输出的能量泵输出的能量12112)(hgcHHgppHusf12112)(hgcHHgpgpHusf能量方程：管路特性曲线及工作点2SQHHst泵提供的能量用来克服系统中两容器液面的静压差及管泵提供的能量用来克服系统中两容器液面的静压差及管路系统的阻力损失并将液体提升路系统的阻力损失并将液体提升 高度。高度。1HH液面静压差液面静压差提升几何高度提升几何高度水头损失水头损失静扬程静扬程管路特性曲线方程管路中通过的流量与所需要的能量管路中通过的流量与所需要的能量之间的关系曲线之间的关系曲线211)(SQHHgppHusf管路特性曲线及工作点l工作点泵本身的性能曲线与管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，则这两条曲线相交于M点，则M点即泵在管路中的工作点。在工作点上，泵提供的能量（扬程）等于装置需要在工作点上，泵提供的能量（扬程）等于装置需要的能量（扬程）。的能量（扬程）。管路特性曲线及工作点例：当某管路系统风量为500m3/h时，系统阻力为300Pa，今预选一个风机的特性曲线如图所示，试计算：1. 风机的实际工作点。2. 当系统阻力增加50%时的工作点。3. 当空气送入有正压150 Pa的密封舱时的工作点。管路特性曲线及工作点管路特性曲线及工作点管路特性曲线及工作点l对风机工况的调整l改变管网特性l改变风机l改变转速管路特性曲线及工作点l运行工况的稳定性某些泵与风机具有驼峰形的某些泵与风机具有驼峰形的性能曲线，若工作点处于泵或性能曲线，若工作点处于泵或风机的上升区段，则为不稳定风机的上升区段，则为不稳定工作点。工作点。若风机工作在不稳定工作点若风机工作在不稳定工作点，不仅风机的流量为零，而且，不仅风机的流量为零，而且可能出现喘振现象。可能出现喘振现象。管路特性曲线及工作点l稳定性判据泵或风机的联合工作l为何要联合工作l单台泵与风机不能满足性能要求l单台泵与风机工作不经济l单台泵与风机工作不可靠l联合工作的形式l并联l串联泵或风机的联合工作l为何要并联工作泵或风机的联合工作l流量变化范围大l若仅选用一台泵，则该泵须按满足最大流量来选择；l由于流量变化，必须对泵运行工况进行调节，将导致效率下降，能量损失。l为了保证供水的可靠性，须设置100的备用泵，增加了投资。l理由l理由一：为了适应外界负荷变化的要求；l理由二：当扩建机组时，相应需要的流量增大 ，而原有的泵与风机仍可以使用；l理由三：增加运行的可靠性。泵或风机的联合工作l并联工作的特点l并联各泵所产生的扬程均相等；l并联后的总流量为并联各泵所输送的流量之和。niViViqqHH1泵或风机的联合工作l并联工作时的工作点泵或风机的联合工作l并联工作的特点l扬程彼此相等，总流量为每台泵输送流量之和；l并联后的总流量大于一台泵单独工作的流量，而小于单独工作流量的2倍；l并联后的扬程比单泵工作时大。l管路特性曲线越平坦，并联后的流量越大；l泵性能曲线越平坦，并联后的流量越小；泵或风机的联合工作l并联工作时的特殊情况泵或风机的联合工作l并联运行时应注意的问题 2. 安全性：安全性：经常并联运行的泵经常并联运行的泵, 应由应由qVmaxHg(或或Hd) 防止汽防止汽蚀；对于离心泵和轴流泵蚀；对于离心泵和轴流泵, 应按应按Pshmax Pgr 驱动电机不致过载。驱动电机不致过载。 1. 宜适场合：宜适场合：Hc-qV较平坦，较平坦，H-qV 较陡。较陡。 3. 经济性：经济性：对经常并联运行的泵，为保证并联泵运行时都在高对经常并联运行的泵，为保证并联泵运行时都在高效区工作，应使各泵效区工作，应使各泵最佳工况点最佳工况点的的流量相等或接近流量相等或接近。在选择设备时，。在选择设备时，按按B点选择泵。点选择泵。 4. 并联台数：并联台数：从并联数量来看，台数愈多并联后所能增加的流从并联数量来看，台数愈多并联后所能增加的流量越少，即每台泵输送的流量减少，故并联台数过多并不经济。量越少，即每台泵输送的流量减少，故并联台数过多并不经济。 泵或风机的联合工作l为何要串联工作l增大扬程l提高抗气蚀能力泵或风机的联合工作l串联工作的特点l串联各泵所输送的流量均相等；l串联后总扬程为串联各泵所产生的扬程之和。ViVniiqqHH1泵或风机的联合工作l串联工作时的工作点泵或风机的联合工作l串联运行的特点l流量彼此相等，扬程为每台泵扬程之和；l串联后的总扬程大于一台泵单独工作的扬程，而小于单独工作扬程的2倍；l串联后的流量比单泵工作时大。l管路特性曲线越平坦，串联后的扬程越小；l泵性能曲线越平坦，串联后的扬程越大；泵或风机的联合工作l串联运行的特殊情况泵或风机的联合工作l串联工作时应注意的问题2. 安全性：安全性：经常串联运行的泵经常串联运行的泵, 应由应由qVmaxHg(或或Hd) 防止汽蚀；对于离心防止汽蚀；对于离心泵和轴流泵泵和轴流泵, 应按应按Pshmax Pgr 驱动电机不致过载。驱动电机不致过载。 1. 宜适场合：宜适场合：Hc-qV 较陡，较陡，H-qV 较平坦较平坦。4. 启动程序启动程序（离心泵）：启动时，（离心泵）：启动时，首先首先必须把必须把两台泵两台泵的的出口阀门都关闭出口阀门都关闭，启启动第一台动第一台，然后开启第一台泵的出口阀门；在，然后开启第一台泵的出口阀门；在第二台泵出口阀门关闭第二台泵出口阀门关闭的情况的情况下下再启动第二台再启动第二台。3. 经济性：经济性：对经常串联运行的泵，应使各泵对经常串联运行的泵，应使各泵最佳工况点最佳工况点的的流量相等或接近流量相等或接近。 5. 泵的结构强度：泵的结构强度：由于后一台泵需要承受前一台泵的升压由于后一台泵需要承受前一台泵的升压,故选择泵时，应考故选择泵时，应考虑到虑到两台泵结构强度的不同两台泵结构强度的不同。6. 串联台数：串联台数：串联运行要比单机运行的效果差，由于运行调节复杂串联运行要比单机运行的效果差，由于运行调节复杂, 一般一般泵泵限两台串联运行限两台串联运行；由于；由于风机风机串联运行的操作可靠性差，故串联运行的操作可靠性差，故一般不采用一般不采用串联运串联运行方式。行方式。泵或风机的联合工作l联合工作的选择l泵的并联与串联工作都能达到增加流量的目的；l工作方式的选择主要取决于管路特性曲线的陡坦程度，另外再考虑效率因素；l当管路特性曲线平坦时，采用并联方式增大的流量大于串联增大的流量。泵或风机的联合工作l作业