水泵并聯(lián):當第一臺水泵與第二臺,或多臺水泵的吸入管連接在一起,出水管也連接在一起時(shí)稱(chēng)為水泵的并聯(lián),見(jiàn)下圖:
同特性水泵的并聯(lián)
在理想狀態(tài)下,同型號同規格的兩臺水泵其流量與揚程關(guān)系是:
并聯(lián)時(shí):總流量 Q=Q1+Q2
總揚程 H=H1=H2 (注意 是揚程不是相加, 但不是完全相同, 見(jiàn)后面分析)
即當兩臺或兩臺以上水泵并聯(lián)時(shí),其系統的揚程不變,但流量疊加。
水泵并聯(lián)的工作特點(diǎn)
水泵并聯(lián)工作的特點(diǎn):
①可以增加供水量,輸水干管中的流量等于各臺并聯(lián)泵出水量之總和;
②可以通過(guò)開(kāi)停泵的臺數來(lái)調節總的流量,以達到節能和安全供水的目的。
例如:工程上,4臺以上的主機,需要的水流量是很大的,如果只用一臺泵,泵的功率就很大,成本高,負荷大,容易對電網(wǎng)形成沖擊,運行噪音也大,且可能不一定有這么大功率的水泵;這時(shí)候,采取泵的并聯(lián)可很好的解決這個(gè)問(wèn)題,而且當主機不同時(shí)開(kāi)的時(shí)候,也可以停開(kāi)幾臺泵來(lái)調節水流量,達到節能目的;
③當并聯(lián)工作的泵中有一臺損壞時(shí),其他幾臺泵仍可繼續供水,因此,泵并聯(lián)輸水提高了機組運行調度的靈活性和供水的可靠性,是多臺機組中最常見(jiàn)的一種運行方式。
系統狀態(tài)
1. 由流量揚程曲線(xiàn)圖看出,兩臺水泵并聯(lián)工作時(shí)的總流量并不等于單臺泵工作時(shí)流量的兩倍。
兩臺水泵并聯(lián)后所得流量小于兩臺水泵額定流量之和,那是因為管路損耗及單向閥不完全密封(回流)、管路最大能力限制所造成。對于多臺水泵的并聯(lián),可以通過(guò)加大主管直徑、檢查單向閥是否完全密封、進(jìn)出口管路有無(wú)堵塞、合理減少彎頭和閥門(mén)等措施減少衰減,盡量提高總流量, 可見(jiàn)下圖。
管路特性曲線(xiàn)越陡,增加的流量越少。根據工作中總結:兩臺泵并聯(lián)時(shí)流量減少5%—10%,三臺泵并聯(lián)時(shí)流量減少16%-20%左右(經(jīng)驗), 預估用。實(shí)際變化和泵的性能曲線(xiàn)和系統關(guān)系很大.
2. 水泵并聯(lián)工作不僅能增加流量,揚程也有少量增加, 見(jiàn)上圖中系統阻力曲線(xiàn)的變化。
3. 一臺水泵單獨工作時(shí)的功率要遠遠大于并聯(lián)工作時(shí)單臺泵的功率,所以選配電動(dòng)機時(shí)應根據一臺水泵單獨工作時(shí)的功率來(lái)進(jìn)行選擇。
不同特性水泵可以并聯(lián)嗎?
在回答這個(gè)問(wèn)題之前,我們來(lái)看一下兩個(gè)不同特性泵并聯(lián)時(shí)的情況:當系統輸出揚程達到低揚程泵的最大揚程時(shí),系統處于臨界狀態(tài),此時(shí)系統輸出流量由高揚程泵單獨供應,低揚程泵輸出流量為零,當流量繼續減小,由于高揚程泵迫使一部分水體倒流通過(guò)低揚程泵(如無(wú)止逆閥),則系統內部形成環(huán)流,水泵反而沒(méi)效果了。所以,一般情況下,不建議采用不同揚程水泵并聯(lián),注意是揚程盡量接近, 流量可以不同
用軟件輔助分析
下面的動(dòng)畫(huà)截取于義維軟件.
并聯(lián)特性曲線(xiàn)的繪制(動(dòng)畫(huà))
裝置曲線(xiàn)的繪制(動(dòng)畫(huà))
并聯(lián)曲線(xiàn)圖的生成
從左到右,分別是:單泵的性能曲線(xiàn),兩臺泵的并聯(lián)曲線(xiàn),三臺泵的并聯(lián)曲線(xiàn),和四臺泵的并聯(lián)曲線(xiàn)。
串聯(lián)曲線(xiàn)圖的生成
從下往上,分別是:單泵的性能曲線(xiàn),兩臺泵的并聯(lián)曲線(xiàn),三臺泵的并聯(lián)曲線(xiàn),和四臺泵的并聯(lián)曲線(xiàn)。
公式計算詳細分析
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并聯(lián)特性曲線(xiàn)的繪制
在繪制水泵并聯(lián)性能曲線(xiàn)時(shí),先把并聯(lián)的各臺水泵的Q-H曲線(xiàn)繪在同一坐標圖上,然后把對應于同一H值的各個(gè)流量加起來(lái)。如圖1所示,吧I號泵Q-H曲線(xiàn)上的1、1′、2″各點(diǎn)的流量相加,則得到I、II號水泵并聯(lián)后的流量3、3′、3″,然后連接3、3′、3″各點(diǎn)即得水泵并聯(lián)后的總和(Q-H)1 2曲線(xiàn)。這種等揚程下流量疊加的方法,實(shí)際上時(shí)將管道水頭損失視為零的情況下來(lái)求并聯(lián)后的工況點(diǎn)。因此,同型號的兩臺(或多臺)泵并聯(lián)后的總和流量將等于某揚程下各臺泵流量之和。事實(shí)上,管道水頭損失是必須考慮的,所以,尋求并聯(lián)工況點(diǎn)的圖解就沒(méi)有那樣簡(jiǎn)單。
水泵并聯(lián)Q-H曲線(xiàn)
同型號、同水位的兩臺水泵的并聯(lián)工作
(1)繪制兩臺水泵并聯(lián)后的總和(Q-H)1 2曲線(xiàn)。由于兩臺水泵同在一個(gè)吸水井中抽水,從吸水口A(yíng)、B兩點(diǎn)至壓水管交匯點(diǎn)O的管徑相同,長(cháng)度也相等,故∑hAO=∑hBO,AO與BO管中,通過(guò)的流量均為Q/2,由OG管中流進(jìn)水塔的總流量為兩臺泵水量之和。因此,兩臺泵聯(lián)合工作的結果,是在同一揚程下流量相疊加。為了繪制并聯(lián)后的總和特性曲線(xiàn),我們可以先不考慮管道水頭的損失,在(Q-H)1,2曲線(xiàn)上任取幾點(diǎn),然后,在相同坐標值上把相應的流量加倍,即可得1′,2′,3′,…,m′點(diǎn),用光滑曲線(xiàn)連接起1′,2′,3′,…,m′點(diǎn),繪出一條并聯(lián)后的總和特性曲線(xiàn)(Q-H)1 2如圖2所示。圖中所注下角“1,2”,表示單泵1及單泵2的Q-H曲線(xiàn)。下角“1 2”表示兩臺并聯(lián)工作的總和Q-H曲線(xiàn)。上述的這種等揚程下流量疊加的原理稱(chēng)為橫加法原理。所謂總和(Q-H)1 2曲線(xiàn)的意思,就是把兩臺參加并聯(lián)水泵的Q-H曲線(xiàn),用一條等值水泵的(Q-H)1 2曲線(xiàn)來(lái)表示。此等值水泵的流量,必須具有各臺水泵在同揚程時(shí)流量的總和。
同型號、同水位、對稱(chēng)布置的兩臺水泵并聯(lián)
(2)繪制管道系統特性曲線(xiàn),求出并聯(lián)工況點(diǎn)。由前述知,為了由吸水井輸入水塔,管道中每單位重量的水應具有的能量為:
式中:SAO及SOG分別為管道AO(或BO)及管道OG的阻力系數。
因為兩臺泵是同型號,管道中水流是水力對稱(chēng),故管道中Q1=1/2Q1 2,代入式(7-1)得
由式(7-2)可繪出AOG(或BOG)管道系統的特性曲線(xiàn)Q-∑hAOG,此曲線(xiàn)與(Q-H)1 2曲線(xiàn)相交于M點(diǎn)。M點(diǎn)的橫坐標為兩臺水泵并聯(lián)工作的總流量Q1 2,縱坐標等于兩臺水泵的揚程H0,M點(diǎn)稱(chēng)為并聯(lián)工況點(diǎn)。
(3)求每臺泵的工況點(diǎn)。通過(guò)M點(diǎn)作橫軸平行線(xiàn),交單泵的特性曲線(xiàn)于N點(diǎn),此N點(diǎn)即為并聯(lián)工作時(shí)各單泵的工況點(diǎn)。其流量為Q1,2,揚程H1=H2=H0。自N點(diǎn)引垂線(xiàn)交Q-η曲線(xiàn)于P點(diǎn),交Q-N曲線(xiàn)于q點(diǎn)分別為并聯(lián)時(shí)各單泵的效率點(diǎn)和軸功率點(diǎn)。如果將第二臺泵停車(chē),只開(kāi)一臺泵時(shí),則圖2中的S點(diǎn)可以近似地視作單泵的工況點(diǎn)。這時(shí)的水泵流量為Q′,揚程為H′,軸功率為P′。
由圖2可看出,P′>P1,2,即單泵工作時(shí)的功率大于并聯(lián)工作時(shí)各單泵的功率。因此,在選配電動(dòng)機時(shí),要根據單泵單獨工作時(shí)的功率來(lái)配套。另外,Q′>Q1,2,2Q′>Q1 2,這就是說(shuō),一臺泵單獨工作時(shí)的流量,大于并聯(lián)工作時(shí)每一臺泵的出水量。也即兩臺泵并聯(lián)工作時(shí),其流量不能比單泵工作時(shí)成倍增加。這種現象,在多泵并聯(lián)時(shí)就很明顯(當管道系統特性曲線(xiàn)較陡時(shí),就更顯突出)。