工学工业设计毕业论文 开式系统中变速泵的节能分析

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：工学工业设计论文题目：开式系统中变速泵的节能分析指导老师：XXX二〇一一年十二月十日Analysisonenergysavingofvariablespeedpumpsinanopensystem摘要　　变速泵在开式和闭式管路中的节能效果不同，引起这种差别的原因是开式系统受水的静压作用改变了泵的效率。分析了开式管路系统中变速泵的节能效果并给出了计算实例。关键词：变速泵/节能/开式系统Abstract　　Theeffectsofenergysavingofvariablespeedpumpsinth

2、eclosedcircuitisdifferentfromthoseintheopenpipelinesystem.Thereasonisthatthereisastaticheadintheopensystemcausingthepumpefficiencyvarying.Analysestheenergysavingeffectsofvariablespeedpumpsinopensystemsandprovidescalculationexamples.Keywords：variablespeedpump/energysaving/opensystem0引言

3、　　变速泵在空调供暖系统中的应用，对于改善系统调节性能、节省运行费用发挥了很大作用。在闭式循环系统中，其节能效果非常明显，因此得到广泛的应用。目前在不少开工系统中，也使用了变速泵，例如在供暖补水泵定压系统中，补水泵也采用了变速调节。由于水的重力作用，在闭式系统与开式系统中，采用变速泵的节能效果显然不同。随着开式系统水提升高度的增加，变速泵的节能效果进下降低，在流量变化大的闭式系统中应用变速泵肯定有明显的节能效果，但在开式系统中采用变速泵是否节能，要根据管路的实际情况从投资和运行费用角度综合分析。1基本方程　　1．1泵的相似工况　　由泵的相似定律　　　　　　（1）　

4、　即　　有　　　　（2）　　　　式中p1，p2,分别为转速n1，n2下泵的扬程，G1，G2分别为转速n1，n2下泵的流量，N1，N2分别为转速n1，n2下泵的功率，C为常数。　　式（2）表明，只要泵在转速n1下的工作点A和转速n2下的工作点B（简称工况A，B）相似，则泵扬程与流量平方的比值是一个常数；同时可以得知，如果两个工相似，则这两个工况下泵的效率必然相同。实际上，式（2）也表示了泵的等效率曲线式　　　　　　　　　　（3）　　在一定转速下，泵的工作点管路阻力的变化而变化。对于某一确定的管路，常数C可用式（2）求得。式（2）还表明，即使泵的工作点随着运行情况变化

5、，但只工作点在该曲线上，则泵的效率就不会发生变化。　　1．2变速泵节能分析　　泵的转速泵从n1从调整到n2后泵的轴功率从N1，变到N1，由轴功率知，若把水看成不可压缩流体，则在工况A，B下功率之比为　　　　　　　　　　　（4）　　如果工况A，B在等效率曲线上，则ηa=ηb，且。也就是说，式（1）成立的条件必须是泵的工作点A，B均在等效率曲线上。　　1．3管路水力特征　　管路系统A，B两点间流动的压力总损失pab与流量G存在着上述特征关系　　　　　　　　　pab=po+SG2（5）　　式中po为A与B两点间水的静压。闭式管路系统的终点和起点生命，因此po=0；开式管

6、路系统的终点和起点不重合，且一般情况下A，B两点之间的压差不0。S为管路阻力系数，在水管路系统中可以认为S值的大小与流量无关而仅与管路结构有关，因此对于一个具体的管路系统而言，S是一个不随流量变化的常数值。记SG2=Δp，它表示了流体磨擦阻力的大小与流量的平方成正比；当知道了管路结构后就可以求得po和S值，从而由式（5）得到管路的特征曲线。2闭式系统中变速泵的节能分析　　在闭式系统中，泵作功所输出的能量完全消耗在克服水在管路中流动时的磨擦阻力，也就是说泵的扬程p等于整个管路的压降。这样，当流量发生变化后，泵的能耗自然也成比例地变化。　　2．1泵与管路联合工作点　　

7、泵的工作点为泵的特征曲线与管路特征曲线的交点，如图1所示的闭式管路系统中的A点，其对应的流量、压力及效率分别为Ga,pa及ηa。图中效率曲线η是针对转速n1而言的。　　　　　　　　　　　　　　　　　图1闭式系统性能曲线　　闭式管路中流动阻力损失等于泵的扬程，即Δp=p，且po=0，则由式（5）有　　　　　　　　　　　　　　　　　（6）　　对比式（2）与式（6）不难发现C=S，这表明在闭式管路系统中泵的等效率曲线与管路特征收与管路特曲线完全重合。把该管路的阻力系统记作，则C=Sa，因此泵的等效率曲线方程和管路特征曲线均为p=SaG2。当泵转速从n1变到n2时，泵的工

8、作点从A点