暖通设计 | 水泵流量、扬程、功率、效率、转速计算及串、并联介绍

B站影视 2024-12-16 09:00 2

摘要:以泵在最佳效率点的转速、叶轮入口的流量(单吸泵取总流量,双吸泵取二分之一流量)和最大叶轮直径时单级扬程表示的特征量。计算公式如下:

一、离心泵分类

二、计算公式

(1)比转数 specific speed------ns

以泵在最佳效率点的转速、叶轮入口的流量(单吸泵取总流量,双吸泵取二分之一流量)和最大叶轮直径时单级扬程表示的特征量。计算公式如下:

式中:

ns-----比转数;

n---------泵转速,单位为每分(r/min)

Q---------流量(单吸泵取总流量,双吸泵取二分之一流量),单位立方米 每秒(m³/s)

H--扬程(多级泵取单级扬程),单位为米(m)。

(2)泵输出功率pump power output

有效功率-----Pn:指泵传递给输出液体的功率,计算公式如下:

式中:

Pn-----泵输出功率,单位为千瓦(kW);

Q-----流量,单位为立方米每秒(m°/s);

H-----扬程,单位为米(m);

γ----重度,单位为牛每立方米(N/m³)。

(3)泵输入功率pump power input

轴功率-----P2

驱动机传递给泵的功率。

注:泵输入功率(轴功率)的单位为千瓦(KW)

(4)泵效率 pump efficieney----η

泵输出功率与输人功率之比的百分数,计算公式如下:

式中:

η----泵效率;

Ph----泵输出功率,单位为千瓦(kW)。

P2--泵输入功率,单位为千瓦(kW)。

(5)压力 pressure———P

流体中某一点单位面积上所受的垂直作用力。

注1:除非另有规定,所有压力均是表压。

注2:压力的单位为帕(Pa)或兆帕(MPa)

(6)静压 static pressure-----p

一般与液流平行的面上作用的液体压力。

注:静压的单位为帕(Pa)或兆帕(MPa)

(7)动压 dynamic pressure----q

表示液体的动能的压力,计算公式如下:

q-----动压,单位为帕(Pa);

γ-----重度,单位为牛每立方米(N/m³)。

u-----流速,单位为米每秒(m/s);

g-----重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s)。

三、水泵的串并联问题

(1)并联运转 parallel operation

离心泵的并联是指多个离心泵并排连接,各自从共同的进口吸入液体,然后将液体并行排出。这种配置通常用于需要增加总流量而不增加扬程的应用。

并联离心泵的特点:

总扬程:H=H1=H2=Hn

总流量:Q=Q1+Q2+Qn

(1)提高总流量:并联离心泵的主要优势是能够增加总流量,适用于需要大流量但不需要增加扬程的应用。

(2)扬程不变:尽管增加了泵的数量,但总扬程保持不变,因为每个泵独立运行。

(3)潜在的能耗较高:因为每个泵的流量较低,它们可能运行在其效率曲线的较低部分,从而增加了能耗。

并联总流量分析:

(1)在新建扩充情况下,充分考虑到最高用水量和最不利点来确定流量扬程,并留有适当的安全裕度的情况下去进行配管。此时可忽略并联流量衰减问题。只需根据系统总流量(Q)选用n台同型号的高效水泵(Q/n)即可。此时:Q单=Q总/数量,但需要尽量使得泵工作点落在水泵曲线的左上方。

注:另外还要知道对于流体管损问题无论是新建厂房还是二次配都是没法避免的,来源于一部分沿程损失和流经弯头、阀门等部件的局部损失。故在配管时,我们要充分考虑到这个因素。在布局允许的情况下,尽可能的减少压力损失的情况下去配管。一方面能保障末端的使用情况,另一方面还能节省水泵的能耗。

(2)在二次扩充情况下:即在已经单泵运行的情况下扩充水泵,在固定管路中运行不改变主管路管径,而单纯增加水泵运行数量时。若需求总管径的流量大于实际管径的流量时。很容易产生流量衰减。此时两台泵并联工作时的总流量并不等于单台泵单独工作时流量的两倍(1+1

水泵并联运行时,流量有所衰减;当并联台数超过3台时,衰减尤为厉害。故建议:

1.选用多台水泵时,要考虑流量的衰减,留有余量。

2.空调系统中水泵并联不宜超过3台。所以是否通过增加并联工作的水泵台数来增加水量,是要通过工况分析和计算决定,不能简单地理解增加水泵台数就能成倍增加水量。尤其是改扩建工程,更要认真分析计算水泵并联工况,才能确定。

(2)串联运转 series operation

串联离心泵是指将多个离心泵依次连接,使液体从一个泵的排出口进入下一个泵的吸入口。这种配置通常用于需要提高总扬程的应用。每个泵的扬程叠加,使得整体的扬程增加,而流量保持不变。

串联离心泵的特点:

扬程:H=H1+H2+Hn

(1)提高总扬程:串联离心泵的主要优势是能够提高总扬程,使其适用于需要克服较大高度或管道阻力的应用。

(2)流量不变:虽然扬程增加,但总流量保持不变,因为液体从一个泵的出口直接进入下一个泵。

(3)潜在的能耗较低:由于流量不变,每个泵的运行点通常较接近最佳效率点,这有助于降低能耗。

来源:七彩机电知识分享

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