《葉片泵的比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《葉片泵的比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速（46頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、四、 葉片泵的比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速 （ ns） 目前，葉片泵的葉輪構(gòu)造和水力性能及尺 寸大小是多種多樣的，需要一個綜合性的 指標(biāo)，即比轉(zhuǎn)數(shù) (又叫比速 )來對 葉片泵進(jìn) 行分類和比較 ，將同類型的泵組成一個系 列，以利于水泵的設(shè)計和生產(chǎn)。 將模型泵的 H2 l m， Q2 0.075m3 s代入 可得下式 4/3 65.3 H Qn n s 注意下列幾點(diǎn) (1)Q和 H是指水泵最高效率時的流量和揚(yáng)程， 也即水泵的設(shè)計工況點(diǎn)。 (2)比轉(zhuǎn)數(shù) n，是根據(jù)所抽升液體的容重 r 1000kg m3時得出的，也即根據(jù)抽升 20 左右 的清水時得出的。 (3)Q和 H是指單吸、單級泵的流量和揚(yáng)程。如 果是雙吸式水

2、泵，則公式中的 Q值，應(yīng)該采用 水泵設(shè)計流量的一半也即采用 (Q/2)。若是多級 泵， H應(yīng)采用每級葉輪的揚(yáng) 程。 注意下列幾點(diǎn) (4)對于任一臺水泵而言，比轉(zhuǎn)數(shù)不是 無因次數(shù)，它的單位是“ r min”?？?是，由于它并不是一個實際的轉(zhuǎn)速， 它只是用來比較各種水泵性能的一個 共同標(biāo)準(zhǔn)。因此，它本身的單位含義， 無多大用處，一般在書本中均略去不 寫。 比轉(zhuǎn)速換算表 比轉(zhuǎn)數(shù)討論 (1) 當(dāng)轉(zhuǎn)速 n一定時， ns越大，表示這種水泵的流量越 大，揚(yáng)程越低，反之，比轉(zhuǎn)數(shù)越小，表示這種泵的流 量小，揚(yáng)程高。 (2)葉片泵葉輪的形狀、尺寸、性能和效率都隨比轉(zhuǎn) 數(shù)而變的。因此，使用比轉(zhuǎn)數(shù) ns公式，可對葉片

3、泵進(jìn) 行分類。 比轉(zhuǎn)數(shù)分類圖 例題 1、一臺 SH型水泵流量為 45L/S，揚(yáng) 程為 78m，額定轉(zhuǎn)速 2900r/min，計 算其比轉(zhuǎn)速？（ ns=60.5） 2、已知某水泵流量為 360m3/h，揚(yáng)程 為 10m，額定轉(zhuǎn)速 1450r/min，試判 別其水泵的類型？（ ns=297.6） 第一節(jié)葉片泵運(yùn)行時的工況點(diǎn) 通過對離心泵基本性能曲線分析，可以看出， 每一臺水泵在一定的轉(zhuǎn)速下，都有它自己固 有的特性曲線，此曲線反映了該水泵本身潛 在的工作能力。這種潛在的工作能力，在現(xiàn) 實泵站的運(yùn)行中，就表現(xiàn)為瞬時的實際出水 量 (Q)、揚(yáng)程 (H)、軸功率 (N)以及效率 ( )值 等。我們把這些值

4、在 Q H曲線、 QN曲線、 以及 Q一 曲線上的具體位置，稱為該水泵裝 置的瞬時 工況點(diǎn) ，它表示了該水泵在此瞬時 的實際工作能力 。 第一節(jié)葉片泵運(yùn)行時的工況點(diǎn) 工況 點(diǎn) 第一節(jié)葉片泵運(yùn)行時的工況點(diǎn) 泵站中決定離心泵裝置工況點(diǎn)的因素有 3個方面： 1水泵本身的型號； 2水泵運(yùn)行的實際轉(zhuǎn)速； 3輸配水管路系統(tǒng)的布置 以及進(jìn)、出水池的水位。 下面我們將對水泵在定速運(yùn)行情況下以 及調(diào)節(jié)運(yùn)行情況下，工況點(diǎn)的確定以及 影響工況點(diǎn)的諸因素分別進(jìn)行討論。 一、管道系統(tǒng)特性曲線 1、管道水頭損失特性曲線 在水力學(xué)中，我們已經(jīng)知道，水流經(jīng)過管道時，一定存在管道 水頭損失。其值為： h= hf+ hl hf

5、管道中沿程水頭損失之和； hl 管道中局部水頭損失之和。 2 2 22 33.5 2 2 29.10 QS g v hl QSQ d l nilh f 局 沿 h=SQ2 即管道水頭損失特性方程 由該曲線繪出曲線為管道水頭損失特性曲線 h 損 2、管道系統(tǒng)特性曲線 Q H需 將管道水頭損失與水泵靜揚(yáng)程 HsT聯(lián)系考慮， 得方程 H需 =HsT+ h，畫出管道系統(tǒng)特性曲線。 管道水頭損失特性曲線 管道系統(tǒng)特性曲線 h=SQ2 H需 =HsT+ h 二、葉片泵裝置工況點(diǎn)的確定 有兩種方法：圖解法和數(shù)解法。 （一）、 圖解法： 簡明、直觀，工程中應(yīng)用廣泛。 解法： a、繪水泵性能曲線 Q H； b、

6、繪管道系統(tǒng)特性曲線 Q H需 ； C、兩曲線相交點(diǎn) M稱為水泵裝置工況點(diǎn)（工作 點(diǎn)），此時， M點(diǎn)對應(yīng)橫坐標(biāo) QA和縱坐標(biāo) HA分別為水泵裝 置的出水量和揚(yáng)程。 （一）圖解法求離心泵裝置工況點(diǎn) 裝置工況點(diǎn) （二）、 數(shù)解法 求離心泵裝置的工況點(diǎn)（ 拋物線法 ） 水泵性能曲線 Q H方程和管道系統(tǒng)特性曲線 Q H需 方 程聯(lián)合求解可求。 即 H=f(Q) H=HST+SQ2 一般水泵廠僅提供 Q H曲線的高效段，設(shè)方 程為 H=H0-hx=H0-S0Q2 H0水泵 Q=0時的虛揚(yáng)程 由于 Q H曲線的高效段已知，可在曲線上設(shè)兩 點(diǎn)（ Q1， H1和 Q2， H2 ），求 2 1010 2 1 2

7、 2 21 0 QSHH QQ HH S （二）數(shù)解法 兩方程聯(lián)合求解，得 2 0 0 22 00 SQHH SS HH Q SQHQSH ST ST ST （三）離心泵工作點(diǎn)的校核 離心泵在此工作點(diǎn)工作是否正常，主要 從以下幾點(diǎn)進(jìn)行校核： 1、流量和揚(yáng)程是否滿足使用要求； 2、水泵是否在高效區(qū)工作； 3、水泵不超載或空載； 4、水泵不發(fā)生汽蝕。 水泵的工況點(diǎn)調(diào)節(jié)方法原理： 水泵運(yùn)行工作點(diǎn)， 主要是由水泵的性能曲線和管路系統(tǒng)特性曲線的 交點(diǎn)確定的。因此，當(dāng)水泵的工作點(diǎn)不符合流量 要求時或不在高效區(qū)運(yùn)行時，可以 改變水泵的性 能曲線 或 管路系統(tǒng)特性曲線 的方法移動工作點(diǎn)， 達(dá)到符合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目

8、的，此法稱為水泵的工況 點(diǎn)調(diào)節(jié)。 第三節(jié) 葉片泵的工況點(diǎn)調(diào)節(jié) 葉片泵的工況點(diǎn)調(diào)節(jié) Q QH QH需 第三節(jié) 葉片泵的工況點(diǎn)調(diào)節(jié) 水泵的工況點(diǎn)調(diào)節(jié)方法 有： 1、變速調(diào)節(jié)； 實現(xiàn)方法：采用可變電動機(jī)或可變速傳動設(shè)備。 2、變徑調(diào)節(jié)（車削調(diào)節(jié)）； 3、閘閥調(diào)節(jié)； 改變水泵出水閘閥的開啟度來進(jìn)行調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)： 消耗能量大。但方便易行。 1、變速調(diào)節(jié) 調(diào)速運(yùn)行大大地 擴(kuò)展了離心泵的有效工作范圍 ，是泵 站運(yùn)行中十分合理的調(diào)節(jié)方式。 （ 1）變速方法； （ 2）水泵轉(zhuǎn)速的確定：根據(jù)比例律公式。 )( )( 2 1 2 1 2 1 3 2 1 2 2 1 2 1 n n n n P P H H n n Q

9、Q 比例律應(yīng)用的圖解方法 比例律在泵站設(shè)計與運(yùn)行中的應(yīng)用，最常遇 到的情形有二種： (1)已知水泵轉(zhuǎn)速為 n1時的 (Q H)1曲線如圖所 示，但所需的工況點(diǎn)，并不在該特性曲線上， 而在坐標(biāo)點(diǎn) A2(Q2， H2)處?，F(xiàn)問：如果需要 水泵在 d點(diǎn)工作，其轉(zhuǎn)速 n2應(yīng)是多少 ? (2)已知水泵 n1時的 (Q H)1曲線，試用比例律 翻畫轉(zhuǎn)速為 n2時的 (Q H)2曲線。 比例律應(yīng)用的圖解法 采用“相似工況拋物線”方法來求解 n2 ： 方法： 1、求“相似工況拋物線”方程： 由比例律得 H=KQ2 2、將 A2(Q2， H2)代入 H=KQ2得 K值，作 H=KQ2 方程曲線，與 轉(zhuǎn)速為 n1

10、的 (QH) 曲線相交得 點(diǎn) A1 (Q1,H1) ， A1與 A2相似。 3、由 比例律一得： 2 1 1 2 Q Q n n 比 例 律 應(yīng) 用 的 圖 解 圖 求 n2 H n1時 的（Q H） 曲線 o n2時 的（Q H） 曲線 H=KQ 比例律的應(yīng)用 A1（ Q ， H1） A2（ Q ， H2） n=n1 n=n2 n2n1 調(diào)速途徑及范圍 實現(xiàn)變速調(diào)節(jié)的途徑一般有兩種方式。 一種方式是電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，通過 中間偶合器 以達(dá)到 改變轉(zhuǎn)速的目的。屬于這種調(diào)速方式的常見有 液力 偶合器 ，它是用油作為傳遞力矩的介質(zhì)，是屬于滑 差傳動的一種。 另一種方式是 電機(jī)本身的轉(zhuǎn)速可變 。屬于這種

11、調(diào)速 方式的有改變電機(jī)定子電壓調(diào)速，改變電機(jī)定子極 數(shù)調(diào)速，改變電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速，串級調(diào)速以及 變 頻調(diào)速 等多種。 2、變徑調(diào)節(jié)（車削調(diào)節(jié)） 水泵的原葉輪外徑在車床上切削后再安裝好進(jìn)行運(yùn) 轉(zhuǎn)。經(jīng)過切削后的葉輪，其特性曲線就按一定的規(guī) 律發(fā)生變化。切削葉輪是改變水泵性能的一種簡便 易行的辦法，即所謂變徑調(diào)節(jié)。 如果葉輪切削量不大，滿足葉輪切削律： 3 2 2 2 2 2 2 2 )( )( D D P P D D H H D D Q Q aa aa aa 2KQH 車削拋物線方程 二、切削律的應(yīng)用 切削律在應(yīng)用上一般可能遇到兩類問題。 第一類問題 ：已知葉輪的切削量，求切削前后水 泵特性曲線的

12、變化。也即；已知葉輪外徑 D2的特 性曲線，要求畫出切削后的葉輪外徑為 D2時的水 泵特性曲線 (Q H)曲線、 (Q P)曲線及 (Q )曲線。 解決這一類問題的方法歸納為“選點(diǎn)計算、立 點(diǎn)、連線”四個步驟 。 1、在已知的水泵 (Q H)曲結(jié)上進(jìn)行“ 選點(diǎn) ”； 2、用切削律公式計算； 3、 “ 立點(diǎn) ”； 4、光滑曲線進(jìn)行連線。 利 用 切 削 律 翻 畫 特 性 曲 線 第二類問題 ： 根據(jù)用戶需求，要水泵在 B點(diǎn)工作，流量為 QB，揚(yáng)程 為 HB， B點(diǎn)位于該泵的 (Q H)曲線的下方如圖所示。， 現(xiàn)使用切削方法，使水泵的新特性曲線通過 B點(diǎn)，試問： 切削后的葉輪直徑 D2 是多少

13、? 對于這類問題，已知的 條件是：現(xiàn)有水泵的葉輪直徑 D2及 (Q H)曲線和 B點(diǎn) 的坐標(biāo) (QB， HB ）。 由 切削律得 H=KQ2 “切削拋物線”方程， 又稱等效率曲線方程。 求法： 1、將 B點(diǎn)的 QB 、 HB ，代入“切削拋物線”方 程，求出 KB值 ； 2、繪 “切削拋物線”曲線，與（ Q H）曲線交 于 A點(diǎn)（ QA， HA ），由（ QA， HA ）和 (QB， HB ）代入切削律，求得 D2 。 用切削拋物線求葉輪切削量 應(yīng)用切削律，應(yīng)注意幾個問題 ： 1、水泵葉輪的切削應(yīng)有一定的限量； 2、對于不同構(gòu)造的葉輪切削時，應(yīng)采取不同的方式。 低比轉(zhuǎn)數(shù)的葉輪，切削量對葉輪前后

14、兩蓋板和葉片 都是一樣的；對于高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪，則切削量 不同，后蓋板的切削量應(yīng)大于前蓋板； 3、離心泵葉輪切削后，其葉片的出水舌端就顯得比 較厚。如能沿葉片弧面在一定的長度內(nèi)銼掉一層， 則可改善葉輪的工作性能。 4、葉輪切削是解決水泵類型、規(guī)格的有限性與供水 對象要求的多樣性之間矛盾的一種方法，它使水泵 的使用范圍擴(kuò)大。 葉輪的切削方式 低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵 高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵 混流泵 葉輪切削后葉片的銼尖 葉 輪 切 削 限 量 泵的工作范圍 三、變角調(diào)節(jié) 改變?nèi)~片安裝角度可以使水泵性能改變，達(dá) 到調(diào)節(jié)水泵工況的目的。這種調(diào)節(jié)方法稱變 角調(diào)節(jié)。它適用于葉片可調(diào)節(jié)的軸流泵與棍 流泵。 安裝角 四、變

15、閥調(diào)節(jié) 改變出水管路中閘閥的開啟度，可以使管 路系統(tǒng)性能改變，達(dá)到調(diào)節(jié)工況的目的。稱節(jié) 流調(diào)節(jié)。閘閥關(guān)小，管路中的局部水頭損失增 加，管路系統(tǒng)性能曲線向左上方移動，工況點(diǎn) 也向左上方移動。閘閥關(guān)得越小，局部水頭損 失越大，流量也就越小。 變閥調(diào)節(jié)不僅造成額外損失，還減少了出 量，不經(jīng)濟(jì)。但由于簡單易行，在水能實驗中 仍被廣泛采用。在實踐中，離心泵機(jī)組常用閘 閥來調(diào)節(jié)流量，防止過載和汽蝕。 葉片泵的工況點(diǎn)調(diào)節(jié) Q QH QH需 1 QH需 2 閥門關(guān)小 工作點(diǎn) 1、什么是葉片泵工作點(diǎn)？它由哪些因素構(gòu)成？工作 點(diǎn)確定有哪些方法？ 2、什么是工況調(diào)節(jié)？葉片泵有哪幾種工況調(diào)節(jié)法？ 各有何優(yōu)、缺點(diǎn)？ 3、什么是車削調(diào)節(jié)法？它的理論根據(jù)是什么？適用 于哪些葉片泵？使用時需注意哪些事項？ 4 、什么是車削拋物線？它在車削計算中有何用處？ 5、什么是變速調(diào)節(jié)？它的理論根據(jù)是什么？適用于 哪些葉片泵？使用時需注意哪些問題？ 6 、什么是變速拋物線？它在變速計算中有何用處？ 7、什么是變角調(diào)節(jié)法？它有何理論根據(jù)？適用于何 種葉片泵？ 8 、什么是節(jié)流調(diào)節(jié)法？它有何理論根據(jù)？適用于何 種葉片泵？一般在何種場合下采用