泵与风机的运行

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1、第十章泵与风机的运行1．本章教学提纲：一、管路特性曲线及工作点:泵与风机的性能曲线，只能说明泵与风机自身的性能，但泵与风机在管路中工作时，不仅取决于其本身的性能，而且还取决于管路系统的性能，即管路特性曲线.二、泵与风机的联合工作：当采用一台泵或风机不能满足流量或能头要求时，往往要用两台或两台以上的泵与风机联合工作。泵与风机联合工作可以分为并联和串联两种。三、运行工况的调节：泵与风机运行时，由于外界负荷的变化而要求改变其工况，用人为的方法改变工况点则称为调节。工况点的调节就是流量的调节，而流量的大小取决于工作点的位置，因此，工况调节就是改变工作点的位置。通常有以下方法，

2、一是改变泵与风机本身性能曲线；二是改变管路特性曲线；三是两条曲线同时改变。四、运行中的主要问题：（1）泵与风机的振动：汽蚀引起振动，旋转失速(旋转脱流)引起振动，机械引起的振动（2）噪声（3）磨损2．本章基本概念：一、管路特性曲线：管路中通过的流量与所需要消耗的能头之间的关系曲线二、工作点：将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某一点，该点即泵在管路中的工作点。三、泵与风机的并联工作：并联系指两台或两台以上的泵或风机向同一压力管路输送流体的工作方式，并联的目的是在压头相同时增加流量。四、泵与风机的串联工作：串联是指前一台泵或风机的

3、出口向另一台泵或风机的人口输送流体的工作方式，串联的目的是在流量相同时增加压头。3．本章教学内容：第一节管路特性曲线及工作点泵与风机的性能曲线，只能说明泵与风机自身的性能，但泵与风机在管路中工作时，不仅取决于其本身的性能，而且还取决于管路系统的性能，即管路特性曲线。由这两条曲线的交点来决定泵与风机在管路系统中的运行工况。一、管路特性曲线现以水泵装置为例，如右图所示，泵从吸人容器水面A—A处抽水，经泵输送至压力容器B—B，其中需经过吸水管路和压水管路。下面讨论管路特性曲线。管路特性曲线，就是管路中通过的流量与所需要消耗的能头之间的关系曲线。确定单位重量流体从吸人容器输送

4、至输出容器所需的能头，列出断面A—A与1—1的伯诺利方程为断面2—2与B—B的伯诺利方程为两式联立后得左端就是泵或风机在运行状态下所提供的总能头，右端是管路系统为输送液体所消耗的总能头，通称为管路阻力，以H表示。因此：式中PB、PA—需克服的吸人容器与输出容器中的压头差，m；Ht—流体被提升的总高度，m；hw—输送流体时在管路系统中的总能头损失，m。近代高参数设备中，输出容器内流体的压力随工况而变化，如直流锅炉、除氧器的滑压运行等。此处仅讨论定压运行时流体所消耗的总能头。上式中的前两项均与流量无关，故称其和为静压头，用符号Hst表示。而管路系统中阻力损失，从流体力学知

5、道，与流量平方成正比，故可写为对于某一定的泵与风机装置而言，ψ为常数，hw与qv为二次抛物线关系。因此，式(6—4a)又可写成如下形式：上式是泵的管路特性曲线方程。可见，当流量发生变化时，阻力Hc也要发生变化。对于风机，因气体密度很小，Ht形成的气柱压力可以忽略不计，又因送风机是将空气送人炉膛，引风机是将烟气排人大气，都接近大气压，故风机的管路特性曲线方程可近似认为因此可看出，管路特性曲线是一条二次抛物线，此抛物线顶点水泵位于，而风机为一条过原点的二次抛物线，如图6—2所示。二、工作点将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，M

6、点即泵在管路中的工作点(图6—3)。该点流量为qVM，总扬程为HM，这时泵产生能量等于流体在管道中克服的阻力，所以泵在M点工作时达到能量平衡，工作稳定。如果水泵不在M点工作，而在A点工作，此时泵产生时泵产生的能量是HA，由右图可知，在qvA流量下通过管路装置所需要的能量则为HA＇，而HA>HA＇，说明流体的能量有富裕，此富裕能量将促使流体加速，流量则由qvA增加到qvM，只能在M点又重新达到平衡。同样，如果泵在B点工作，则泵产生的能量是HB。，在qvB流量下通过管路装置所需要的能量是HB＇，而HB

7、这时工作点必然移到M点方能平衡。因此，可以看出，只有M点才是稳定工作点。流体在管路中流动时，都是依靠静压来克服臂路阻力的，尽管风机输送的是气体，并有压缩性，导致流速变化较大，但克服阻力仍靠静压，因此其工作点是由静压性能曲线与管路特性曲线的交点M来决定的，如图6—4所示。风机工作时出口动压若直接排人大气，则全部损失掉了。若在出口管路上装设扩散器，则可将一部分风机出口动压转变为静压，此静压也可用来克服管路阻力，从而提高风机的经济性。当泵或风机性能曲线与管路特性曲线无交点时，则说明这种泵或风机的性能过高或过低，不能适应整个装置的要求。某些泵或风机具有驼峰形