1、第十二講第十二講 離心泵在管路中的運(yùn)行離心泵在管路中的運(yùn)行作業(yè)：習(xí)題作業(yè)：習(xí)題 12-1、 2chapter 12 centrifugal pump working in the pipes 一. 工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)二. 離心泵的組合操作三. 安裝高度的確定四. 泵的選用本 節(jié) 小 結(jié)主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容一一. . 工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)2vkgpzh1.1.離心泵的工作點(diǎn)離心泵的工作點(diǎn)： )(vh管路需要壓頭泵對液體提供壓頭管路需要壓頭泵對液體提供壓頭。 管路特性曲線：管路特性曲線：離心泵特性曲線：離心泵特性曲線：通過圖解法或解析法可以求出離心泵的工作點(diǎn)。通過圖解法或解析法可以求出

2、離心泵的工作點(diǎn)。2. 流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)： 改變管路特性曲線改變管路特性曲線改變閥門開度，即改變管路特性方程中的改變閥門開度，即改變管路特性方程中的k值。值。5242)(8)(8dllgdldgke不足：關(guān)小閥門會增加阻力損失；不足：關(guān)小閥門會增加阻力損失；可能使離心泵在低效率下工作。可能使離心泵在低效率下工作。優(yōu)點(diǎn)：操作方便、靈活。優(yōu)點(diǎn)：操作方便、靈活。改變閥門開度時(shí)工作點(diǎn)的變化改變閥門開度時(shí)工作點(diǎn)的變化改變泵轉(zhuǎn)速時(shí)工作點(diǎn)的變化改變泵轉(zhuǎn)速時(shí)工作點(diǎn)的變化改變泵特性曲線改變泵特性曲線 改變?nèi)~輪直徑或改變?nèi)~輪直徑或轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 可保證離心泵在高效區(qū)工作，但調(diào)節(jié)不方便。可保證離心泵在高效區(qū)工作，但調(diào)節(jié)不方

3、便。二二. . 離心泵的組合操作離心泵的組合操作1. 并聯(lián)操作并聯(lián)操作當(dāng)單臺泵不能滿足輸送任務(wù)當(dāng)單臺泵不能滿足輸送任務(wù)離心泵并聯(lián)或串聯(lián)的離心泵并聯(lián)或串聯(lián)的組合操作。組合操作。 以兩臺特性完全相同的離心泵為例。以兩臺特性完全相同的離心泵為例。在相同的輸送壓頭條件下，理論上并聯(lián)泵的流量應(yīng)在相同的輸送壓頭條件下，理論上并聯(lián)泵的流量應(yīng)為單泵的兩倍為單泵的兩倍 管路并聯(lián)后管路并聯(lián)后 輸送流量輸送流量，管內(nèi)流動(dòng)阻力，管內(nèi)流動(dòng)阻力并聯(lián)后泵實(shí)際輸送的總流量并聯(lián)后泵實(shí)際輸送的總流量 單單泵送液量的兩倍；泵送液量的兩倍；并聯(lián)壓頭略高于單臺泵的壓頭；并聯(lián)壓頭略高于單臺泵的壓頭；并聯(lián)后泵的總效率與單臺泵的效并聯(lián)后泵的

4、總效率與單臺泵的效率相同。率相同。2. 串聯(lián)操作串聯(lián)操作在同一輸送流量條件下，理論上并聯(lián)泵的壓在同一輸送流量條件下，理論上并聯(lián)泵的壓頭應(yīng)為單泵的兩倍。頭應(yīng)為單泵的兩倍。兩臺泵串聯(lián)后的壓頭必低于單臺泵壓頭的兩倍；兩臺泵串聯(lián)后的壓頭必低于單臺泵壓頭的兩倍；串聯(lián)后流量比單臺泵送液量大；串聯(lián)后流量比單臺泵送液量大；串聯(lián)泵的效率為串聯(lián)泵的效率為q串串下單臺泵的效率下單臺泵的效率。3. 組合方式的選擇組合方式的選擇應(yīng)視管路要求的壓頭及特性曲線形狀而定應(yīng)視管路要求的壓頭及特性曲線形狀而定 以取得最佳經(jīng)濟(jì)效果以取得最佳經(jīng)濟(jì)效果1) 若單泵提供的最大壓頭若單泵提供的最大壓頭 管路兩端的總管路兩端的總勢能差勢能差

5、 必須串聯(lián)；必須串聯(lián)；2) 當(dāng)輸液量變化幅度大，為保證每臺泵均當(dāng)輸液量變化幅度大，為保證每臺泵均在高效區(qū)工作在高效區(qū)工作常用并聯(lián)組合泵常用并聯(lián)組合泵增減泵的增減泵的運(yùn)行臺數(shù)運(yùn)行臺數(shù)適應(yīng)輸液量的變化。適應(yīng)輸液量的變化。低阻抗低阻抗輸送管路輸送管路(管路特管路特性曲線較平坦性曲線較平坦) 并聯(lián)并聯(lián)流量、壓頭高于串聯(lián)流量、壓頭高于串聯(lián)高阻抗高阻抗輸送管路輸送管路(管路特管路特性曲線較陡性曲線較陡) 串聯(lián)串聯(lián)組組合合3) 單泵可輸液，只是單泵可輸液，只是q排出管徑。排出管徑。四四. . 泵的選用泵的選用1. 選泵：選泵：液體性質(zhì)、操作條件液體性質(zhì)、操作條件選類型選類型 壓頭流量壓頭流量選尺寸，型號選尺

6、寸，型號 選擇工作點(diǎn)下效率最高的泵。選擇工作點(diǎn)下效率最高的泵。 2. 安裝與運(yùn)行：安裝與運(yùn)行： 安裝高度（吸入管不小于泵入口）安裝高度（吸入管不小于泵入口） 啟動(dòng)前充滿液體，關(guān)出口閥啟動(dòng)前充滿液體，關(guān)出口閥 運(yùn)行檢查，軸承運(yùn)行檢查，軸承 關(guān)出口閥（停車）關(guān)出口閥（停車）(3) 離心泵的類型離心泵的類型輸送液體性質(zhì)輸送液體性質(zhì)清水泵清水泵 is；耐腐蝕泵耐腐蝕泵f；油泵油泵y；雜質(zhì)泵雜質(zhì)泵p；磁力泵磁力泵c等等。等等。吸入方式吸入方式單吸式；單吸式；雙吸式雙吸式sh。葉輪數(shù)目葉輪數(shù)目單級泵；單級泵；多級泵多級泵d泵型號的含義：泵型號的含義：4b20泵入口直徑，液體性質(zhì)，揚(yáng)程泵入口直徑，液體性質(zhì)，

7、揚(yáng)程泵型號的含義：泵型號的含義：is50-32-125吸入管、排出管內(nèi)徑、葉輪直徑吸入管、排出管內(nèi)徑、葉輪直徑(mm)1. 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié) 管路特性曲線管路特性曲線h=a+kq2 高阻高阻k，曲線陡，曲線陡 低阻低阻k，曲線較平坦，曲線較平坦 調(diào)出口閥改變阻力調(diào)出口閥改變阻力本 節(jié) 小 結(jié)泵的特性曲線泵的特性曲線h hq q 泵選擇好，工作點(diǎn)對應(yīng)的流量與泵選擇好，工作點(diǎn)對應(yīng)的流量與揚(yáng)程在高效區(qū)。揚(yáng)程在高效區(qū)。工作點(diǎn)工作點(diǎn)圖解、解析法。圖解、解析法。流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)改變工作點(diǎn)的位置到滿足生產(chǎn)輸送任務(wù)要求改變工作點(diǎn)的位置到滿足生產(chǎn)輸送任務(wù)要求(滿意點(diǎn)滿意點(diǎn))的過程

8、。的過程。4 離心泵的選擇原則離心泵的選擇原則 據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件 確定泵的類型；確定泵的類型； 據(jù)具體管路系統(tǒng)對泵提出的流量據(jù)具體管路系統(tǒng)對泵提出的流量qe和壓頭和壓頭he要求要求 確定泵的型號；確定泵的型號； 核算泵的軸功率核算泵的軸功率5 離心泵的氣縛、氣蝕現(xiàn)象離心泵的氣縛、氣蝕現(xiàn)象2 離心泵的組合操作：串聯(lián)、并聯(lián)離心泵的組合操作：串聯(lián)、并聯(lián)3 離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度 由允許吸上真空度由允許吸上真空度hs hg ；某離心泵，某離心泵，n=1480r/min，特性方程為，特性方程為h= (v)=38.4-40.3v2(v,m3/min)，管路兩端

9、有，管路兩端有z+p/g=16.8m。管徑為。管徑為 764mm，管長，管長(含所有局部阻力當(dāng)量長度含所有局部阻力當(dāng)量長度)l+ le=1360m，=0.03。求：輸液量求：輸液量v=？解：解：一定特性的泵在一定特性的管路中運(yùn)行，求流量一定特性的泵在一定特性的管路中運(yùn)行，求流量v工作點(diǎn)問題。工作點(diǎn)問題。管路特性：管路特性：252252e26081. 9068. 014. 3136003. 088 .16)(88 .16vvgdllkvgpzh)(3 .404 .38)(6458 .1622vvhvfvh聯(lián)立求解可得：聯(lián)立求解可得：v=0.178m3/minh=37.2m一型號為一型號為6sh-

10、6離心泵，輸送離心泵，輸送40的水，的水，v=198m3/h，吸，吸入管阻力入管阻力 hf=2.4m，大氣壓，大氣壓pa=750mmhg。從樣本上知。從樣本上知道道h s,允允=5mh2o。求：求： 安裝高度安裝高度h g(max) =? 水溫由水溫由4070， h g(max) =? 吸入管徑減小吸入管徑減小20%， h g(max) =?（計(jì)算中可以略去速度頭項(xiàng)）（計(jì)算中可以略去速度頭項(xiàng)）解：解：g10vas,s,fs,gpphhhhh允允允g10vas,s,fs,gpphhhhh允允允查表知查表知40水：水：=992kg/m3，pv=0.0752kgf/cm2m52. 481. 9992

11、)981000752. 0()75. 081. 913600(105s,允h則：則：hg(max)=4.52-2.4=2.12m，安裝時(shí)應(yīng)小于此值。，安裝時(shí)應(yīng)小于此值。 70的水的水查表知查表知70水：水：=978kg/m3，pv=0.318kgf/cm2m17. 281. 9978)98100318. 0()75. 081. 913600(105s,允h則：則：hg(max)=2.17-2.4=-0.23m“灌注頭灌注頭” 水溫仍為水溫仍為40，d 減小減小20%hg(max)=4.52-hf？比例法比例法 52ef2kdgudllh設(shè)設(shè)基本不變，有：基本不變，有：m32. 78 . 04

12、. 25f5ffddhddhh則：則：hg(max)=4.52-7.32=-2.8m比溫度變化的影響大得多。比溫度變化的影響大得多。 由由g10vas,s,fs,gpphhhhh允允允知道。在輸送熱流體或低沸點(diǎn)液體時(shí)，要特別注意吸入知道。在輸送熱流體或低沸點(diǎn)液體時(shí)，要特別注意吸入高度問題。如高度問題。如h s,允允較低，可采取如下措施：較低，可采取如下措施： 采用灌注頭。采用灌注頭。 如必須采用吸入頭，則應(yīng)盡量減小吸入管阻力如必須采用吸入頭，則應(yīng)盡量減小吸入管阻力 hf吸入管路采用粗管吸入管路采用粗管減少不必要的管件減少不必要的管件離心泵盡可能靠近液源離心泵盡可能靠近液源不能設(shè)置入口閥門！不能

13、設(shè)置入口閥門！用離心泵將用離心泵將20的清水（密度取的清水（密度取1000kg/m3）從水池送往敞）從水池送往敞口的高位槽。在泵的入口和出口分別裝有真空表和壓強(qiáng)表。口的高位槽。在泵的入口和出口分別裝有真空表和壓強(qiáng)表。泵在一定轉(zhuǎn)數(shù)、閥門泵在一定轉(zhuǎn)數(shù)、閥門c在一定開度下，測得一組數(shù)據(jù)：泵的在一定開度下，測得一組數(shù)據(jù)：泵的流量流量v、壓頭、壓頭h、功率、功率n 、真空度、真空度p1 、壓強(qiáng)、壓強(qiáng)p2 。現(xiàn)分別改變。現(xiàn)分別改變?nèi)缦履骋粭l件，試判斷上面五個(gè)參數(shù)將如何變化：如下某一條件，試判斷上面五個(gè)參數(shù)將如何變化： 將泵的出口閥將泵的出口閥c的開度加大；的開度加大； 改送密度為改送密度為1260kg/m

14、3的水溶的水溶液液(其它性質(zhì)與水相近其它性質(zhì)與水相近)； 泵的轉(zhuǎn)數(shù)提高泵的轉(zhuǎn)數(shù)提高8%； 泵的葉輪直徑減小泵的葉輪直徑減小5%。zp1p2czp1p2c00112233解：解： 加大閥門加大閥門c的開度的開度閥門開度閥門開度 lek 管路特性曲線改變管路特性曲線改變泵工作點(diǎn)由泵工作點(diǎn)由mmhvmmh-vh-vh-vn-v從右下圖可見：從右下圖可見：v h n泵入口真空表讀數(shù)變化，可泵入口真空表讀數(shù)變化，可在在0-0、1-1截面間列式分析：截面間列式分析：1 -f021011a1 -f0211120a02)(22hguzzgpphgugpzgugpz 真空真空表的讀數(shù)表的讀數(shù)1 -f021011

15、a1 -f0211120a02)(22hguzzgpphgugpzgugpz可見：可見：v u12/2g 、hf0-1，(z1-z0)不變不變據(jù)離心泵基本方程據(jù)離心泵基本方程(或特性曲線或特性曲線)知：其它條件不變，知：其它條件不變，v泵的壓頭泵的壓頭h 泵出口壓強(qiáng)表讀數(shù)泵出口壓強(qiáng)表讀數(shù)p2離心泵特性實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。離心泵特性實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。hgpp12而而 n=ghv/，即，即 n從前面的柏努利方程式從前面的柏努利方程式(在在0-0、1-1之間之間)可知：可知： 泵入口真空度泵入口真空度( p1)根據(jù)柏努利方程根據(jù)柏努利方程(在在2-2、3-3間列式間列式)：可判斷：泵出口壓強(qiáng)可判斷

16、：泵出口壓強(qiáng) p2。 改送密度為改送密度為1260kg/m3的水溶液的水溶液(其它性質(zhì)與水相近其它性質(zhì)與水相近)從泵的理論流量方程和基本方程知道：當(dāng)泵的從泵的理論流量方程和基本方程知道：當(dāng)泵的n和和d2不變不變 v和和h與液體密度與液體密度無關(guān)，即無關(guān)，即v和和h不變。不變。3-f2232)(hzzgp根據(jù)柏努利方程根據(jù)柏努利方程(在在0-0、1-1間及在間及在2-2、3-3間列式間列式)，.可判斷：泵入口真空度和出口壓強(qiáng)都上升。可判斷：泵入口真空度和出口壓強(qiáng)都上升。31212212121212nnnnnnhhnnvv可見：可見：n v、h、n 泵的轉(zhuǎn)數(shù)提高泵的轉(zhuǎn)數(shù)提高8%根據(jù)離心泵的比例定律：根據(jù)離心泵的比例定律： 泵的葉輪直徑減小泵的葉輪直徑