第二节 叶片泵运行工况的确定

通过对叶片泵基本性能曲线的理论分析和实际测定，可以看出，每一台水泵在一定的转速下，都有其固有的特性曲线，此曲线反映了水泵潸在的工诈能力。在泵站中要发挥水泵的这种工作能力，必须结合管路系统和进出水池的水位来考虑，才能确定抽水装置在某瞬间的实际工况点，亦即表现为实际出水量（(?）、扬程（轴功率（P)以及效率（77)值等。它表示了该水泵在此瞬间的实际工作能力。

研究叶片泵运行工况的确定，便于检验所选泵是否经济合理，并且对正确指导泵站设计和管理工作也有重要意义。

一、管路系统特性曲线

水泵的管路系统，包括管路及其附件。从水力学得知，对于一套给定的管路系统，管路中的水头损失是由沿程水头损失与局部水头损失两部分组成的。

(一）管路局部水头损失

根据管路的具体布置，对于圆管可以按下式计算

L——直管段校度，m;
d-~~^直管段内径，m;

«——管道粗糙系数；

—、沿程阻力参数，

(三）管路系统的损失                    ’

式中—-沿程阻力参数与局部阻力参数之和，即&=S，sVm⁵,在管材、管径及管路布置已定时J是常数

(四）绘制管路系统特性曲线

由式(3-5)可以看出，管路的水头损先与流量的平方成正比。如取不同的〇值，则可得出相应的这样就可以画出一条通过坐标原点的P〜/^二次抛物线，即管路损失特性曲线，如图13所示。曲线的曲率取决于管道的直径、长度、管壁粗糙度以及局部阻力附件的布置_D

在泵站的设计中，为了确定水泵装置的工作点，可利用管路损先特性曲线与泵站工作的外界条件，如水泵的实际扬程//$，即进、出水池水位差（淹没出流）或出水管口中心至进水池水位髙差（自由出流）联系起来考虑。这样，单位重力的液体在管路系统中所消耗的能量值称为管路系统的需要扬程，用符号//m表示，即式(34)表示顶点在（(？=0，〜=七）的二次拋物线，可将管路损失特性曲线0〜、纵加在好=孖实横线之上，就得到管路系统特性曲线（如图34所示）。诙曲线反映

了水位和管路本身的特性，而与水泵无关。

二、叶片栗工作点的确定

叶片泵工作点的确定方法一般有两种:一种是图解法，它简明、直观，在工程中应用较广；另一种是数解法,计算相对准确，是电算确定水泵工作点的基础。分述如下：
(―)图解法

将水泵的性能曲线和管路系统特性曲线〜〜按同一比例绘在同一个<?、开坐标内，两条曲线相交于4点，则4点即为水泵运行的工作点，如图3,5所示。4点表明，当流量为仏时，水泵所提供的能量恰好等于管路系统所需要的能量，故4点为供需平衡点。若工作点不在4点而在点，从图3-5中可以看出，此时流量为仏，水泵供给的能量大于管路系统所需的能量况^，供需臾去平衡，多佘的能a会使管中水流加速，流量加

大，直到工作点移至a点达到能量供需平衡为止。反之，若工况点在C点，则水泵供给的能量小于管路系统所需要的能量，则能盘供不应求，管中水流减速，流量减小，直减至^为止。因此，只要水泵性能、管路损失和进、出水池水位等因素不变，水泵将稳定在4点工作。工作点确定后，其对应的轴功率、效率等参数可从相应的曲线上查得。水泵运行时，水泵装置的工作点应落在水泵高效区内，这样泵站工作最经济。

在实际扬程多变的情况下，运用上述穷法确定工作点需绘制一系列曲线，比较烦琐，应用扣损法则方便得多。其原理是把水泵装置中的进、出水管路看做是泵本身的一个部分，如图3-6所示，即把水泵进口移至iV，把水泵出口m移至M形成一个虚拟泵，直接与进、出水池相连接□在运行时，虚拟水泵P与水泵I相比，流量相等,扬程相差因此，在水泵性能曲线p〜只上减去相应流量的水头损失，得到虚拟水荥性能曲线而虚拟水泵直接与进、出水池相连，所以其装置特性曲线是它们的交点为，即虚拟水泵的工作点。再由，点向上引垂线与K曲线相交于4点，此点即为水泵工作点。

(二）数解法

离心泵C〜好曲线在髙效率区范围内的一段曲线，可用下列经验方程来表示

式中ux—-水泵的扬程常数和阻力常数。

在0〜丑曲线高效率区范围内选两个点的〇值，分别代入式（3-7)，联立方程式即可箅出坟A值。图3-7中的虚线为式（3-7)的图形。在高效率区范围内它和试验性能曲线很接近。但在R<=〇时虚线达到的杨程見通常不等于试验性能曲线中R=〇时达到的扬程。