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离心泵变速调节中轴功率的简便计算 |
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作者： |
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摘 要：对离心泵在转速变化状态下轴功率的相应改变进行了数解分析，并给出了一种较为便利的计算公式，以用于水泵工况分析、工程效益分析与评价。
关键词：离心泵；变速调节；轴功率
变速调节是先进的离心泵调节方式之一，它的优越性主要体现在通过调节水泵转速以适应不同工况下的节能需求。这种节能效应表现在所对应的轴功率参数随转速变化以三次方形式而变化，即比例律中的N1/N2＝n31/n32。
1 改变转速和轴功率的变化
改变转速，离心泵在额定转速下的Q ～H、Q～N曲线等相应变化，其变化规律的基础为比例律：
如图1所示，为适应工况点的变化，工况需求从A1变为A2；应用变速调节，水泵转速从额定转速n1调节为n2，从而生成(Q～H)n2和(Q～N)n2曲线，所需轴功率从适应A1状态的N1变成N2。
图1 变速调节工况变化
2 变速下的轴功率解析
离心泵在允许的变速范围内调速运行，扩展了水泵的适应范围。在调速工况分析中，工况点变化比较复杂，为方便应用和上机操作，在对Q～H、Q～N曲线进行数学拟合的基础上，对变速状态下水泵轴功率的求解进行数学解析。
对离心泵Q～H曲线常用其高效段参数以抛物线方程拟合，即：
H＝Hx-SxQ2(4)
对Q～N曲线可用指数函数方程拟合：
N＝A+BQC(5)
式中 H ――水泵扬程，kPa
Q ――水泵流量，L/s
Hx――水泵虚扬程，kPa
Sx――水泵虚阻耗系数，s2/(L2.kPa)
N――水泵轴功率，kW
A、B、C――系数
将式(1)、(2)、(3) 分别代入式(4)、(5)中并经整理，得出水泵变速后式(4)、(5)的变形通式：  (6)
 (7)
对式(6)、(7)联立整理：  (8)
式(8)即水泵变速后求解其轴功率的数解方程，对于变速后新的工况点Q、H值，可直接代入式(8)求解对应的轴功率N值。
3 计算实例
10Sh―9型泵有关参数为：Hx＝468.35 kPa；Sx＝0.005 185 190 s2/(L2．kPa)；A＝39.4；B＝0.246 8；C＝0.915 9。改变转速，适应工况点为：Q＝100 L/s；H＝294 kPa。
将上述数据代入式(8)，解出：N＝37.22 kW。
如需求解改变转速的数值，可按常规方法计算。
本文推证的公式(8)给出了离心泵在变速状态下轴功率参数的计算公式，可直接用需求工况的Q、H代入进行计算，方便应用。所用离心泵性能曲线Q～H、Q～N的数学拟合公式具有一定的精确度，对于一般性工程，在允许的调速范围内，应用式(8) 可迅速地计算出使用变速调节适应不同工况时水泵轴功率的变化状态，也可根据不同泵型作出相应图表，使计算更快捷，它对于水泵工况分析、工程效益分析与评价是一种较好的应用计算手段。
作者单位：山东建筑工程学院办公室，山东济南250014
参考文献：
[1] 姜乃昌.水泵及水泵站［M］.北京：中国建筑工业出版社，1995.
[2] 王龙.单泵流量的非流量计检测及效率评价［C］.山东建筑工程学院学报，1991，(3).(end)
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(12/1/2004) |
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