可以证明方程( 9) 在设计流量附近所得到的根 QZ 比方程( 5) 所得到的根要小。 为了分析不同泵型装置对高效点流量和扬程的影响, 本文引用了 3 种典型的泵特性数
据进行了分析。
模型泵 1( ns= 1129, 叶片角度 2b) 性能曲线可表示为:
H ( Q ) = 6. 6287+ 0. 389273#10- 1 Q - 0. 121915#10- 3 Q 2
1 传统选泵方法
传统的选泵方法是根据泵站净扬程和装置形式先确定需要扬程曲线, 然后根据设计流
量来确定所选水泵损失扬程, 进而确定总扬程, 使所选水泵在设计扬程下效率最高。可以看
出, 传统选泵方法是以等流量加大扬程方法来选择的, 没有考虑泵装置在设计扬程下是否效
率最高。
假定装置设计点为 A ( QZ、H Z) , 传统方法选泵时, 泵扬程根据下式计算:
Abstract: T he charact eristic relat ion of t he pump and its device illust rates that w hen use convent ional w ay, t he device shorts off the t ipt op ef ficiency. We must consider the influence of the device for t he water pump stroke and t he loss of discharge. T he w ay by increasing discharge and by chang ing st roke w ill increase t he inst allat ion eff iciency of t he pump because it is suff-i cient t o consider the discharge and amended modulus of st roke in t he selection of all sorts of the range of stroke. Key words: w at er pump; t he w ay of t he select ing t ype; st roke
( 6)
式中 S 为管道阻力系数, 则装置扬程可表示为:
HZ= AQ 2+ BQ+ C- SQ2
( 7)
装置效率 GZ 可以表示为:
GZ= QgQH Z( Q ) / P ( Q )
( 8)
泵装置的最高效率点可以通过( 8) 式求出, 其方程为:
( A - S ) D Q 4+ 2( A - S ) EQ 3+ [ 3( A - S ) F+ BE - CD ] Q 2+ 2BFQ + CF ( 9)
混流泵 减少 5% ~ 10% 减少或增加 1% ~ 5%
离心泵 减少 10% ~ 15% 减少 2% ~ 4%
4 结束语
水泵装置对高效点流量和扬程的影响与泵特性系数和装置型式有关, 需要通过大量的 试验才能得出影响系数, 通过公式推导和数值分析说明传统选泵方法的弊端, 采用加大流量 变扬程的办法选泵, 可以使装置效率最高。
HP = H Z+ S Q2
( 1)
采取等流量加大扬程来选泵时, 确定所选泵计工况点
为 B 点, 如图 1 所示, 然后根据 B 点来选择泵, 如果 B
点为泵的最高效率点, 则认为选泵达到最 佳状态。但
是, 最高效率点在 B 的泵, 它的泵装置最高效率在 C
点, 可以看出, 最高效率点 C 偏离所谓的设计点 A , 泵
86. 00 83. 56 79. 67 75. 90 72. 23 68. 00
从表 2 可以看出, 混流泵装置也随着管路阻力系数增加, 装置最高效率降低, 流量减少,
但扬程出现波动, 在阻力系数较小时, 高效点扬程增加, 阻力系数较大时, 高效点扬程减小。
假设混流泵管道损失分别占总扬程 15% 和 20% , 在此范围内, 本例流量减少 6% ~ 7% , 扬
P/ kW
250. 0 236. 0 229. 6 223. 0
Gm ax
77. 5 74. 9 71. 4 68. 8
3 加大流量、变扬程选型方法
通过上述分析可知, 原来的等流量加大扬程选泵方法只是基本适用于离心泵选型, 对于 低扬程轴流泵, 应该采取适当降低扬程, 增大流量的选泵方法, 对于混流泵, 可以采用等扬程
0. 000 7. 470 14. 94 22. 41 29. 89 37. 35
3359. 0 3214. 6 3186. 0 3160. 0 3135. 0 3111. 5
16. 86 17. 73 17. 20 16. 65 16. 08 15. 50
593. 9 616. 0
619 621. 9 623. 0 624. 0
第7卷 第4期 2000 年 12 月
兰州工业高等专科学校学报 Jour nal of Lanzhou Higher Poly technical College
文章编号: 1009- 2269( 2000) 04- 0015- 04
水泵选型方法的研究X
V o1. 7, No. 4 Dec. , 2000
6. 742
352 4. 76
P/ kW Gmax
19. 093 20. 173 21. 205 21. 996 22. 849 23. 485
0. 86 0. 819 0. 784 0. 753 0. 724 0. 699
S ( @ 10- 8) QZ / m3# s- 1 H Z/ m P / kW Gmax
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兰州工业高等专科学校学报
第 7卷
于管路水力损失所占比例小, C 点和 A 点偏移不大, 加上高扬程离心泵、混流泵高效区较 宽, 因此, 传统的等流量加大扬程选泵没有显示出它的弊端。对于低扬程泵站, 由于管路损 失比例较大, C 点和 A 点的偏移较大, 传统选泵方法必然导致泵站效率偏低。对于叶片角 度可调节的泵, 最高效率点还将从大角度移到小角度, 角度的偏移达到 6~ 10b, C 点和 A 点 的偏移将更严重。
The Research of Selecting Type of Water Pump WE I Y u tian, W U Ying de
( T he T echnical Department of Lanzhou Water Pump Plant, L anzhou, 730000, G ansu, China)
关 键 词: 水泵; 选型方法; 扬程
中图分类号: T H 302
文献标识码: A
水泵选型是泵站工程设计中的重要问题, 选型合理与否, 直接关系到泵站工程的投资、 建成后的运行费用和供水安全。选泵不当, 关键是扬程选不准。国内低扬程轴流泵站长期 偏离高效区运行, 除了设计扬程偏高外, 选泵扬程又高于实际需要也是重要的原因之一。
表 1 模型泵 1 装置最高效率点变化情况
表 2 混流泵装置高效率点 变化情况
管路阻力系数 S ( @ 10- 6 )
Q
/
m 3#s -
1
H/m
0. 000
396 4. 229
1. 348
386 4. 396
2. 697
376 4. 511
4. 045
368 4. 59
5. 394
359 4. 703
2 泵与泵装置特性关系
定义泵装置扬程 H Z 为上下游水位差, 泵扬程为 H P, 某一泵流量和扬程关系可表示为:
HP ( Q ) = A Q2+ BQ + C
( 2)
某一特定的装置轴功率和流量的关系可表示为:
P ( Q)= DQ 2+ EQ + F
( 3)
对于一定泵, A 、B 、C 、D 、E 、F 为常数, 泵的效率可以求出:
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兰州工业高等专科学校学报
第 7卷
加大流量选泵方法, 对于离心泵则应采取同时加大流量和扬程选泵方法。3 种泵装置对高 效点流量、扬程影响情况见表 4。
表 4 装置高 效点流量、扬程变化情况
项
目
Q ( 与设计流量相比) H ( 与设计扬程相比)
轴流泵 减 少 8% ~ 10% 增加 5% ~ 8%
( 10)
P ( Q ) = 22. 2773+ 0. 119194- 0. 345933Q #10- 3 Q 2
( 11)
最高效率点基本性能参数为: QP = 396m3#s- 1, H P = 4. 229m, GP = 0. 86, 假定装置中管路阻
力系数分别为 0、1. 348 @ 10- 6、2. 697 @ 10- 6、4. 045 @ 10- 6、5. 394 @ 10- 6、6. 742 @ 10- 6, 可
程减小 1% ~ 5% 。
H P ( Q ) = - 5. 923 @ 10- 4 Q 2+ 8. 571 @ 10- 2 Q + 99. 95238
( 15)
P ( Q ) = 6. 694 @ 10- 4 Q 2+ 0. 4035Q + 128. 803
( 16)
HZ( Q) = H P( Q)- SQ 2
( 12)
第4期
魏育添, 吴应德: 水泵选型方法的研究
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P ( Q ) = - 3. 269 @ 10- 4 Q 2+ 1. 99Q - 2403. 76
( 13)
装置扬程 ) 流量关系为:
HZ( Q) = H P( Q)- SQ 2
( 14)
假定管路损失系数分别为 0、7. 47 @ 10- 8、14. 94 @ 10- 8、22. 41 @ 10- 8、29. 89 @ 10- 8、 37. 35 @ 10- 8, 可求出装置高效点变化情况, 见表 2。