流体输送与传热技术 教学课件 作者 王壮坤 主编 电子教材 模块二[二]项目2电子教材.doc

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1、项目2离心泵的流量调节及串、并联操作一、教学目标能力目标1.掌握离心泵的流量调节方法2.掌握离心泵组合方式的选择知识目标1.掌握离心泵的工作点及其应用2.了解管路特性方程、曲线及管路特性的应用3.了解离心泵流量调节及控制的方法4.了解离心泵串联、并联操作的特点及应用二、工作任务工作任务实施方法及教学环境相关知识离心泵的流量调节项目教学仿真软件流体输送实训装置管路特性方程、曲线离心泵特性曲线离心泵的工作点离心泵的流量调节方法离心泵串联、并联操作项目教学离心泵串联、并联操作特性曲线、特点及应用三、理论知识在泵的叶轮

2、转速一定时，一台泵在具体操作条件下所提供的液体流量和扬程可用H~Q特性曲线上的一点来表示。至于这一点的具体位置，应视泵前后的管路情况而定。讨论泵的工作情况，不应脱离管路的具体情况。泵的工作特性由泵本身的特性和管路的特性共同决定。2.1管路特性曲线1．管路的特性方程对于给定的管路，其输送任务（流量）与完成任务所需要的压头之间存在一定的关系，将这种通过某一特定管路的流量与其所需外加压头之间的关系，称为管路的特性。离心泵的管路特性可以通过在吸入液面及压出液面间列柏努利方程得到式中He——输送任务为Q时，需要对管路输入

3、的外加压头，m；——输送任务为Q时，管路的损失压头（不含泵的能量损失），m；由柏努利方程导出外加压头计算式Q越大，则越大，则流动系统所需要的外加压头He越大。上式中的压头损失为6QAHeBQ2Q~He图2-16管路特性曲线若忽略上、下游截面的动压头差，则令，若把看成常数，则（2-5）上式称为管路的特性方程，表达了管路所需要的外加压头与管路流量之间的关系。2．管路的特性曲线这种关系表示在压头与流量的关系图上，即H~Q坐标中对应的曲线称为管路的特性曲线。如图2-16所示。管路特性曲线反映了特定管路在给定操作条件下流

4、量与压头的关系。管路特性曲线的形状只与管路的铺设情况及操作条件有关，而与泵的特性无关。2.2离心泵的工作点离心泵的流量和扬程存在一定的关系，可用泵的特性曲线表示；而对于给定的管路其输送任务（流量）与完成任务所需要的压头之间也存在一定的关系，这由管路的特性决定。当泵安装在指定管路时，流量与扬程之间的关系既要满足泵的特性，也要满足管路的特性。如果这两种关系均用方程来表示，则流量与压头要同时满足这两个方程，或者说流量、压头是图2-17离心泵的工作点Qe～HeQ～HHM=H=HeQM=Q=QeMQMHM方程组的解，即泵

5、的特性曲线和管路特性曲线有一个交点，这个交点称为离心泵的工作点，如图2-17所示。离心泵的工作点对应的流量和扬程既是泵提供的，也是管路需要的。离心泵安装在特定管路中，只有一个稳定的工作点。如果不在稳定的工作点工作，就会出现泵提供给管路的能量与管路需要的能量不平衡的现象，系统就会自动调节，直至达到平衡，回到稳定工作点。2.3离心泵流量的调节由于生产任务的变化，管路需要的流量有时是需要改变的，这实际上就是要改变泵的工作点。由于泵的工作点由管路特性和泵的特性共同决定，因此改变泵的特性和管路特性均能改变工作点，从而达到

6、调节流量的目的。1．改变出口阀门的开度由式（2-5）可知，改变管路系统中的阀门开度可以改变B值，从而改变管路特性曲线的位置，使工作点也随之改变，如图2-18所示。由于用调节阀门开度的方法简单方便，且流量可连续变化，因此工业生产中主要采用此方法。注意，离心泵即使吸入管路上有阀门，也不用于流量调节，其应保持全开，否则易引起气蚀现象。6图2-18改变阀门的开度2．改变叶轮转速转速改变，泵的性能改变（比例定律），改变离心泵的性能曲线，从而泵的工作点改变。这种调节流量的方法合理、经济，但操作不方便，需变速装置。故生产中很

7、少使用。3．改变叶轮直径改变叶轮直径，可以改变泵的性能（切割定律），从而改变泵的工作点。这种调节方法实施起来不方便，需要车床，而且一旦车削便不能复原，且调节范围也不大，生产中很少使用。2.4离心泵的串联液体被第一台泵压出后送入第二台泵的操作，称为离心泵的串联操作，如图2-19所示。显然，两相同泵串联时，流过每一台泵的流量相同，而液体经过每台泵获得的压头也相等，因此，串联泵组的流量等于每台泵的流量，扬程等于每台泵杨程的两倍。串联泵组的特性曲线可以通过单台泵的特性曲线及“同一流量，扬程相加”的串联特点绘制。Q1Q2

8、DH1M串H1H2M132图2-19串联泵组的特性分析1-单泵；2-串联；3-管路从图2-19可以看出，串联泵组的工作点M串与单台泵的工作点M是不同的，由于泵的串联，使流量从Q1增加到Q2，而串联时，每台泵均在D点状态下工作。不难看出，由于每台泵均在较大流量和较低压头下操作，所以串联泵组的总压头并不等于单台泵单独操作时压头的两倍，而是略小一些；其总效率为等于单台泵在Q串下的工作效率。2