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離心泵並聯後工況計算方法
時間：2012/3/22 來源：浙江揚（yáng）子江泵業有限公司
一、水泵並聯特性曲線（xiàn）的繪製
ISW臥式管道離心泵並聯工作就相當（dāng）於有一台假想水泵，這（zhè）個假想水泵的工況等於並聯水泵的工況，這個假想水泵的性能（néng）曲線也等於並聯後水泵的特性（xìng）曲線。並聯後水泵的特性曲線(假想水泵的特性曲線)可以采用等揚程條件下流量疊（dié）加的方法繪製。具體（tǐ）步驟如下。
首先，將並聯（lián）的兩台水泵的Q-H曲線l、Ⅱ繪在同一（yī）坐標圖上；然後把對應於同一日值的各個流量加起來，如（rú）圖1-21所示，把1號泵(Q-H)曲線上的1、1’、1’’，分別與Ⅱ號泵Q-H曲線上的2、2’、2’’各點的流量相加，則得到工、Ⅱ號水泵並聯後的流量3、3’、3’’，然後連（lián）接3、3’、3’’各點即得（dé）水泵（bèng）並聯後的總和(Q-H)1+2曲線。
這種（zhǒng）等揚程下流（liú）量（liàng）疊加的方法，實際上是將管道水（shuǐ）頭損（sǔn）失視為零（líng）的情況下來求並聯後的工況點。但在（zài）實際工程中管路（lù）布置可能是不同的（de），水泵（bèng）型（xíng）號可能不（bú）是同一型號，水頭損失也不相同，因此，並聯工作的各水泵的揚（yáng）程就不同。在這種情況下不能直接采用等揚（yáng）程條件下流量疊加的方法繪製並聯後水泵（bèng）的特性曲線，隻能用折引的方法求出折引後的並聯水泵的特性曲線。
二、IS、IR臥式單級單吸清水離心泵並聯（lián）工況圖解法
(一)同型號（hào）、同水位、管路相同的兩台水泵並聯工況圖解法
1．首先（xiān）繪製兩台水泵並聯特性曲線(Q-H)1+2
如圖1-22所示，在坐標圖上繪出l、2兩台水泵的特性曲（qǔ）線，由（yóu）於兩台水泵型號相同，所以特性曲線相同。由於兩（liǎng）台水泵同在一個吸水井中抽水（shuǐ），從吸水口A、B兩點至壓水管交匯點的管徑相同，長度也相等（děng），故E hA0一∑hB0，靜揚程又相等，因此，兩台水泵的（de）揚程相等。這樣就（jiù）可以采（cǎi）用等（děng）揚程下流量疊加的方法繪製水泵並聯特性曲線(Q—H)1+2。具體步驟（zhòu）是先在(Q-H)1，2曲線上任取幾（jǐ）點，然後，在相同縱坐標值上把相應的流量加倍，即可（kě）得1’、2 ‘、3 ‘、…、m ‘點，用光滑曲線連起1’、2’、3’、…、m’點，繪出的曲線就是兩台水泵並聯特性曲線(Q-H)1+2．
2．繪製管道係統特性曲線，求出並聯工況點
根據上麵的分析（xī）可知兩台（tái）水泵的靜揚程相同，管路（lù）中的水（shuǐ）頭損（sǔn）失也（yě）相同，即並聯之後兩
台水泵的揚程相等，且等於總揚程，則有式(1-—8)就是管路係統特性曲線方程，據此可繪製出管路係（xì）統特性曲線（xiàn），見圖1-22中的Q-∑hAOG曲線。此曲線與(Q-H)1，2曲線相交於M點。M點的橫坐標為兩台水泵並聯工作的總流量Q1+2，縱坐標等（děng）於（yú）兩台水泵的揚程H0，M點稱為並（bìng）聯（lián）工況點。
3．求每台泵的工況點
通過M點作橫軸平行（háng）線，交（jiāo）單泵的特性曲線於N點，此N點即為並聯（lián）工作時，各單（dān）泵的工況點（diǎn）。其流量（liàng）為Q1，2，揚程H1-H2-H0。自N點引垂線交Q一7曲線於P點，交QN曲線於g點，P及q點分別為並聯（lián）時，各單泵的效率點和軸功率點。
如果，將第二台泵停車，隻開（kāi）一台泵時，S點，可以近似地視作（zuò）單泵的工況點。這時的水泵流量為Q’，揚（yáng）程為H’，軸功率為N’。
由此可看出以下幾點。
(1)兩台水泵並聯工作時的總流量並不等於（yú）單台（tái）泵（bèng）單獨工作時（shí）流量的兩倍（bèi），即QH2≠2Q’，AQ-Q1十2-Q’<Q’。管路（lù）特性（xìng）血線越陡，A,Q越少。
(2)水泵並聯時的總揚（yáng）程H1+2-H1 >H 7，即水泵並聯工作不僅僅能增（zēng）加流量，揚程也有少量（liàng）增加。
(3)一台水泵單獨工作時的功率要遠遠大於並聯工作時單泵的功率，所以選配電動機時應（yīng）根據一台水泵單獨工作時的功率來進行選擇。
(二)多台同型號水泵並聯工作
多台同（tóng）型號水（shuǐ）泵並（bìng）聯工作的特性（xìng）曲（qǔ）線同（tóng）樣可以用橫（héng）加法求得，五（wǔ）台同型號水泵並聯工作的情況。由圖可知：以一台泵工作時的（de）流量Q1為100，兩台泵並聯（lián）的總（zǒng）流量Q2為190，比單泵工作時增加了90，三（sān）台泵（bèng）並聯的總（zǒng）流量Qs為251，比兩台泵時增加了61，四台泵並聯的總流量Q3為284，比三台泵時增加了33，五台泵並聯的總流量Q5為300，比四台（tái）泵時（shí）隻增（zēng）加了16。由此可見，再增加並聯水（shuǐ）泵的台數，其效果就不（bú）大了。通過上述分（fèn）析（xī）司以司以（yǐ）看出：
(1)在水泵並聯工作時，不能簡單地理解為增加（jiā）一倍並聯水（shuǐ）泵的台數，流量就會增加一倍。如其是在對舊泵房挖潛、擴建時，必須要同時考慮管道的過水能力，經過並聯工況的計算和分（fèn）析後，確定是否應該增加並聯的水泵台數；
(2)多台水泵並聯工作時，並聯工（gōng）作時各泵的工況點與（yǔ）各（gè）泵單獨工作時的工況點相差較大，選泵應兼顧（gù）兩種工作情況，使水泵均在高效區工（gōng）作。如果所選的水泵是以經常單獨運行為主的（de），那麽，並聯工作時，要考慮到各單泵的流量是會減（jiǎn）少的，揚程是會提高的。如果選泵時是（shì）著眼於（yú）各泵經（jīng）常並聯（lián）運行的，則應注意到，各泵（bèng）單獨運行時，相應的流量將會增大，
軸功率也會增大。每台泵的工況點隨著並聯台數的增多，而向揚程高的（de）一側移動。台數過多就可能使工況點移（yí）出高效段的範圍。
(三)不同型號的兩台水泵在相（xiàng）同水（shuǐ）位下的並聯工作
這情況不同於上麵所述的主要是（shì）：兩台水泵的特性曲線不同，管道中水流的水力不對
稱。所以，自吸水管（guǎn）端A和C至匯集點8的水頭損失不相等(即：∑hAB≠∑hcb)。兩台水泵並聯後，每台泵的工況點的揚程也不相等(即：H1≠H2)。因此，不能直接采用等揚程下流量疊加的方法繪製並聯後的總和(Q—H)曲線。
從（cóng）圖l—24可以看出，泵I與泵Ⅱ並聯（lián）工作時，在管路匯集（jí）點8處的測壓管水頭是相等的，不管是水泵工輸送到B點的水，還是水泵Ⅱ輸送到8點的水，到達8點後，它所具有（yǒu）的比能——定市目同。
從上述的分（fèn）析知道，泵I和泵Ⅱ的揚程不相等，主要是AB段和CB段的水頭損失不（bú）同，如果從水泵工的總揚程Hl中扣除AB管段在相（xiàng）應流量Q1下（xià）的水頭損失∑hAB，就等於匯集點B處的測壓管水麵與吸水井水麵高差（chà）HB，此HB值（zhí）相當於（yú）將水泵工折引至B點工作時的揚（yáng）程，也即扣（kòu）除了管段AB水（shuǐ）頭損失的因素，水泵工（gōng）可（kě）視（shì）為移到了B點工作。同樣（yàng）道理，如果（guǒ）從水泵Ⅱ的總揚程（chéng）H2中扣除CB管段在相（xiàng）應流量Q2下的水頭損失E hCB，其值也等於匯集點（diǎn）B處的測壓管（guǎn）水麵與吸水井水麵高差HB，也就相當於將水泵Ⅱ移到了B點（diǎn）工作。在（zài）B點工作，泵I和泵Ⅱ的（de）揚程（chéng）相等，因此，可（kě）采用等揚程下流量疊加的方法繪製折引後泵工和泵Ⅱ的並聯工作特（tè）性曲線。
圖解法具體（tǐ）的（de）求解步驟如下。
(1)首先（xiān）在橫坐標下繪製(Q-∑hAB)和（hé）(Q-∑hBC)曲線；
(2)用折引（yǐn）特性曲線法，在對應（yīng）的流量條件下從水泵（bèng）特性曲線（xiàn）(Q—H)1和(Q—H)Ⅱ曲線上扣除水頭損失∑hAB和∑hCB，得（dé）到折引特性曲線(Q—H)；和(Q—H)i；
(3)由（yóu）於扣除了差異∑haB和E hCB，此（cǐ）時采用等揚程下流量疊（dié）加的方法，繪出並聯特性曲線（xiàn）(Q-H)11+2；
(4)繪製管路特性曲線Q—EhBD與並聯特性曲線(Q—H)lr+2交於E點，E點就是並聯水（shuǐ）泵的工況點（diǎn），該點對應的流量QE，即為兩台水泵並聯工作的總出水量（liàng）；
(5)從E點引（yǐn）水平線，交(Q—H)i和(Q—H)i於I 7點和ⅡⅣ點，由工7點（diǎn）和（hé）Ⅱ7點向上作垂線（xiàn）交(Q-H)1和(Q-H)11曲（qǔ）線於工點和Ⅱ點；I點就是I號水泵的工況點(Q1，HI)，Ⅱ點就是（shì）Ⅱ號泵的工況（kuàng）點(QⅡ，H ll)；
(6)從工點和Ⅱ點向下作垂線交(Q—N)1曲線和(Q—N)Ⅱ曲線於工Ⅳ點和ⅡⅣ點，交
(Q一呀)1曲線和（hé）(Q_77)Ⅱ曲線（xiàn）於工H點和Ⅱ彬點。各點分別為（wéi）兩台水泵並聯（lián）工作時功率點和效率點，工77點對（duì）應工（gōng）號泵的功率值N工；Ⅱ點對應Ⅱ號泵的功率（lǜ）值NⅡ；工∥點對應I號（hào）泵的效率值71；Ⅱ∥對應Ⅱ號泵的效率值7Ⅱ。兩台水泵並聯工作的總（zǒng）功率為（wéi）兩台水泵功率的和，即N--_NI+NⅡ。總效率可以按下式計算：
η=pgQ1H1+pgQIIHII /NI+NII
式中 η——總效率，％；
QI，QⅡ——流量，m3/s；
HI，HⅡ——揚程，m；
NI，NⅡ——功率，W；
p——水的（de）密度，kg/m3；
g——重（chóng）力加（jiā）速度，m/s2。
上述方法也適用於管路布置不同或水（shuǐ）位不同的情況。例如對於我國北方地區以井群（qún）采集地下水的供水係統，從SH型雙吸清水離心泵工況來分析，相當（dāng）於幾台水泵（bèng）在管（guǎn）道（dào）布置不對稱的情況下並（bìng）聯工作，而且各井間（jiān）的（de）吸水動水位的不同。在進（jìn）行工況計算（suàn）時，隻需在計算靜（jìng）揚程HST時，以一共同（tóng）基（jī）準麵算（suàn）起，然後做相應的修正即可，其他算法都是相似的。
(四)一台水泵向兩個並聯工（gōng）作的高地（dì）水池送水
一台水泵向兩個（gè）並（bìng）聯工（gōng）作的高地水池送（sòng）水，一般可以分為三種（zhǒng）情（qíng）況。
(1)管路分支（zhī）點B點測壓管（guǎn）的水頭HB>ZD時，水泵向兩（liǎng）個高地水池送（sòng）水；
(2)ZD>HB時，水泵和D水池聯合工作向C水池送水；
(3)ZD—HB時，D水池處於暫時平衡（héng）狀態，既不進水也不出水，水泵向C水池送水，屬於單泵向一個水池（chí）送水的簡單（dān）工況。
上述第三（sān）種情況屬於單泵向一個水池送水的簡（jiǎn）單工況，在這裏隻討論第一種和第（dì）二種兩種（zhǒng）情況。
1．HB>ZD時，水泵向（xiàng）兩個（gè）高地水池送水
解決（jué）這類（lèi）問題的方法是采用折引法將水泵折（shé）引到8點，假想有一台水泵在B點向（xiàng）C水池和D水池送水。若水泵揚程為H0，則8點的測（cè）壓管水麵高度HB-Q-∑-BD，HB表示（shì）水流到B點時（shí）剩餘的能量，也可認為是假想水泵的揚程。由於管道BD和（hé）
BC是在同一壓力下工作的，因此，采（cǎi）用等揚程下流量疊加的方法繪製（zhì）並聯工作管道（dào）係統的特性曲線。
具體解題步驟如下（xià）：
(1)在橫坐標下麵作(Q一∑hAB)曲線；
(2)從（cóng）水泵特性曲線(Q—H)上減去相應的∑]'tAB(在相同流量（liàng）下)，得到水（shuǐ）泵的折引特性曲線(Q—H)7；
(3)根據公式HBc—Zc+∑hBc和HBD—ZD+∑hBD作BD段管路係統特性曲線(Q一∑hBD)和BC段管路係（xì）統特性曲線(Q一∑hBc)；
(4)采用等揚程下流量疊（dié）加的方法繪製並聯（lián）管路特性曲線(Q一∑h)BC+BD；
(5)水泵折引（yǐn）特性曲線(Q-H)7和並聯管路特（tè）性曲線(Q-∑五)Bc十BD相交於M點。此M點的（de）橫坐標為通過8點的總流量；
(6)從M點作水平線交(Q-∑hBC)曲（qǔ）線和(Q-∑]'tBD)曲線於P點和K點；P點（diǎn）的橫坐標即為C水池（chí）的進水量QBC，K點的橫坐標即為D水池的進水量QBD；
(7)從M點向上作垂線（xiàn）交水泵特性曲線（xiàn）(Q-H)於M7點（diǎn），M7即（jí）為水泵的工況點，其（qí）縱坐標即為水（shuǐ）泵的揚程H0。
水泵（bèng）的功率和效率求解方法同前。
2．ZD>HB>Zc時，水泵和D水池聯合向C水池供水
如圖l—26所示，當（dāng）ZD>HB>Zc時，實際上是水泵和D水池（chí）通過8點聯合工作向C水池送水，如（rú）果把D水池當作一台水泵，則此類問題就演變為不同型（xíng）號水泵並聯工作。兩台不同型號水泵並聯工作的求解方法前麵已有詳細介紹，因此，解決這類問題的（de）關鍵是先繪製出D水池相當於水泵的工作特性曲線（xiàn）(Q-H)D。
D水池（chí）實際上就是高位水箱出流，因此，D水池（chí）相當於水泵的工作特性曲線(Q-H)D就是一條（tiáo）高度為ZD的水平線。D水池相當（dāng）於水泵的工作特性曲線(Q—H)D確定之後，就可以按照兩（liǎng）台不同型號水泵並聯工作的求解方法確（què）定工況點。
求解其工況點的步驟如下：
(1)在橫坐標（biāo）下麵作AB段（duàn）水頭損失特性曲線(Q一∑hAB)；
(2)在對應流量下從水（shuǐ）泵的特性曲線(Q—H)上減去（qù）水頭損失∑]'tAB，得到水泵的折引特性曲線(Q—H)’；
(3)在對應流量下從D水池相當於水泵的工作特性（xìng）曲線（xiàn）(Q—H)D(H—ZD)上減去水頭損失∑hBD，得到D水池相當於水泵的折引特性曲線(Q—H碚；
(4)采（cǎi）用等揚程下流（liú）量（liàng）疊加的（de）方法將水泵和D水池相當於水泵（bèng）的折引特（tè）性曲（qǔ）線(Q-H)7和(Q-H碚橫加，得到水泵和D水池的並聯折引特性曲線(Q—H)嫋+D；
(5)繪製BC段管路係統（tǒng）特（tè）性曲線(Q一∑hBc)；
(6)水泵和D水池的並聯折引特性曲（qǔ）線(Q—H)隸（lì）十（shí）D與管（guǎn）路特性曲線(Q一∑hBc)相交於M點，M點就是並（bìng）聯工況點。該點對應的橫坐標QM就是C水池的進水量，縱（zòng）坐標HM就是8點的測壓管高度；
(7)從（cóng）M點（diǎn）引水平線交(Q—H)7和(Q—H碚曲線於P點和（hé）K點；P點的（de）橫坐標（biāo）即為水泵的輸水量QAB，K點的橫（héng）坐標即為D水池的出水量QBD；
(8)從P點向上引垂線交（jiāo）水泵特（tè）性曲線（xiàn）(Q—H)於P 7點，P 7點就是水泵工況點。該點的縱坐標即為水泵揚程。
