水泵及水泵站课件 合肥工业大学土木与水利学院
（1）当β２ <90o时：ctgβ２>0 HT随着QT的增大而减小。 （2）当β２ =90o时：ctgβ２=0
HT=A，此时水泵的扬程与流量无关，始终为一常数。 （3）当β２ >90o时：ctgβ２<0 HT随着QT的增大而增大。
由于水泵的有效功率Nu=γQH,轴功率N=γQH/η 所以，
当β２ <90o时，Q增加而H减小，可使得N的值较稳定或者变化幅度不大；
当β２ =90o时，H不变，N随着Q的增大而线性增大； 当β２ >90o时，Q增大，H也增大，N增大更快。
? 由于后两种情况下，对动力设备的要求很高，目前没有办法匹配这样的的动力设备，所以离心泵的叶轮几乎一律采用后弯式叶片(β２＝20°-30°左右)。这种形式叶片的特点是随扬程增大，水泵的流量减小，因此，其相应的流量Q与轴功率N关系曲线(N-Q曲线)，也将是一条比较平缓上升的曲线，这对电动机来讲，可以稳定在一个功率变化不大的范围内有效地工作。
下面就β２ <90o时的情况讨论一下离心泵的理论特性曲线向实际的H—Q曲线演变的过程。
当β２ <90o时，理论H—Q曲线是一条向下的直线（如图）。 （1） 首先：由于在推导离心泵的基本方程式时，我们假设水泵内的
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水流为均匀流，而实际上流动是不均匀的，泵内存在反旋现象，这使得水泵的真正的理论扬程没有基本方程式反映的那么高，需对HT进行修正：
HTHT'?1?p这使得HT—QT直线在H轴上的截距变小，直线从I变到II（如图） （2）基本方程式的另一假设是理想流体，而实际液体具有粘性，在水泵内部会产生水力损失。包括：
①内摩阻损失⊿h1:这部分水力损失与流量（流速）的平方成正比关系，可以表示为：⊿h1=K1QT2
从曲线II上扣除这部分水力损失后，得到曲线III
②冲击损失⊿h2：水泵是按一定的工作状态来设计的，这也状态就是水泵的设计工况条件，在设计工况（条件）下工作的时候，水流的流态平顺，可以认为泵内没有冲击水流，也不存在冲击损失。但当实际的工作条件偏离这个设计工况时，泵内的水流形态就和设计条件下不一样了，就会出现冲击水流，产生冲击损失。因此，冲击损失的大小是跟水泵的流量QT偏离设计工况下流量Q0的大小相关的，即： ⊿h2=K2（QT-Q0）2 Q0是水泵的设计流量。
再从曲线III上面扣除对应流量下的这部分水力损失后，就得到了曲线Ⅳ；
（3）水泵在工作过程中，除了存在上述水力损失以外，还存在一部分内部的泄漏损失，即出泵的出水流量比叶轮的出水流量要小，有
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一部分水流⊿q通过泵内存在的间隙又回流到了叶轮的进口处，造成一部分能量的损失，这种损失称为容积损失。而⊿q的大小跟扬程有关，扬程越大，表示叶轮出口的压力越高，这样在水泵的高压低压区的压力差就越大，回流量也就越大，反之回流量小，因此，扬程越大，由于回流所造成的损失也就越大。
这样在曲线Ⅳ上再扣除这部分由于回流而产生的损失后，就得到了曲线Ⅴ
曲线Ⅴ表示出了水泵的实际的H—Q曲线的形态。
但以上分析都是定性的分析，要精确计算各部分的损失的大小是非常困难的，因此想通过这种方法得到可以实际使用的水泵的H~Q曲线几乎是不可能。
但这样的分析帮助我们认识了水泵在将能量传递给流体后，在水泵内部都发生了哪些损失，事实上，水泵在将能量传递给流体前（或者讲是在传递的过程中）还要克服一部分损失，这部分损失称为机械损失。关于水泵内部的能量损失，我们在给大家归纳分析一下： （1） 机械损失
水泵从原动机械处获得能量（即水泵的轴功率N）后，在将这部分能量传递给流体的过程中，必须克服各种机械的磨擦，如泵轴与填料之间、轴承体内的轴承磨擦、叶轮与流体之间有相对运动而产生的磨擦等。这些机械磨擦都会消耗掉一部分能量造成损失，把这种损失称为机械损失，损失掉的功率用⊿N1表示。水泵将余下的能量传递给了流体，这部分能量称为水功率Nh,则：
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Nh=N-⊿N1=γQTHT
机械损失⊿N1也称为水泵的轮盘损失。我们用水泵的机械效率反映水泵传递能量的有效程度，即：
??
Nh?N
（2）水力损失与（3）容积损失
Nh是流体从水泵处得到的能量，但这些能量并不都能用于流体能量的增加，还必须克服掉水力损失⊿Nh和容积损失⊿Nv，两样可以用水力效率和容积效率来反映这两部分损失的大小：
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N
?Nh
′
=
Nh-⊿Nh Nh= HHT
Nμ?ˊN
= N-⊿Nv Q = NˊQT
水泵的总效率为这三部分效率的乘积：
2．6．3水泵实测特性曲线的讨论
由于前面已经分析过，通过精确计算水泵内部的各种损失，从而由理论特性曲线而得到实际的可供使用的水泵的性能曲线是不可能的，但在实际使用水泵的时候必须知道水泵的性能曲线。我们使用的
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水泵的特性曲线都是实测得到的，也就是通过水泵性能实验的方法，实测出水泵的特性曲线供使用。 1，水泵的性能实验
简单介绍水泵实验的装置与实验方法、实测特性曲线的绘制等 2，离心泵特性曲线的特征 （1） Q~H曲线的特征 （2） Q~N曲线 （3） Q~η曲线 （4） Q~Hs曲线
3，轴流泵实测特性曲线的特征 4，混流泵实测特性曲线的特征
§ 2.7 离心泵装置定速运行工况 ? 2.7.1工况点
水泵瞬时工况点：水泵运行时，某一瞬时的出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度等称水泵瞬时工况点。也即水泵工作时的某一瞬时的工作参数。称水泵的工况点。水泵处于某一特定的装置中，以一定的转速运行时，其工作参数是恒定的也是唯一的一组。 决定离心泵装置工况点的因素
（1）水泵本身型号(即水泵本身的性能曲线)； （2）水泵实际转速；
（3）管路系统及进出水构筑物条件。也就是装置条件
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