水泵原理
水泵是许多压力系统必不可少的组成部分。水泵可为流量增加能量或水头增益,以抵消系统内的水头损失和水力坡度差。
水泵由其特性曲线定义,该曲线将水泵水头或系统增加的水头与流量相关联。该曲线指示水泵是否能够以不同的流量增加水头。要对水泵系统的行为进行建模,可能需要其他信息来确定水泵的实际运行工况点。
系统运行工况点基于水泵曲线与系统曲线(表示由于摩擦和局部水头损失导致的静扬程和水头损失)相交的点。将这两条曲线叠加时,可以轻松找到运行工况点。这如下图所示。
系统运行工况点
随着整个系统中水面高程和需水量的改变,静态水头 (Hs) 和水头损失 (HL) 会发生变化。这会更改系统曲线的位置,而水泵特性曲线保持恒定。系统曲线的这些位移会导致运行工况点随着时间的推移而移位。
变速泵
水泵特性曲线对于给定电机速度和叶轮直径来说是固定的,但可以通过运用相似定律为任何速度和任何直径确定水泵特性曲线。对于变速泵,这些相似定律如下所示:
和
相对速度对水泵曲线的效应
恒定马力水泵
在初步研究期间,恒定马力水泵的具体特性可能未知。在这些案例中,通常假定水泵以恒定速率为水增加能量。然后,可以根据水泵的动力水头-流量关系确定水泵的运行工况点。虽然此假设对某些应用有用,但恒定马力水泵只能用于初步研究。
本软件当前可对以下六种不同的水泵类型进行建模:
- 恒定功率 - 这种水泵可用于初步设计和估算水泵尺寸,但不能用于需要更精确结果的任何分析。
- 设计点(一点) - 水泵可由单个设计点设计 (Hd @ Qd)。通过该点,曲线与水头轴和排出口轴的交点计算为 Ho = 1.33·Hd 和 Qo = 2.00·Qd。这种水泵可用于初步设计,但不能用于最终分析。
- 标准(三点) - 此水泵曲线由三个点定义:关闭水头(零排放时的水泵水头)、设计点(与单点水泵相同)和最大运行工况点(水泵预期执行的最大排放)。
- 扩展标准 - 与标准三点水泵相同,但在水泵水头为零处具有一个扩展点。该位置由程序自动计算。
- 用户自定义扩展 - 用户自定义扩展类似于扩展标准水泵,但允许输入水泵水头为零处的排放量。
- 多点 - 此选项允许为水泵定义自定义水位流量关系曲线。可以通过输入表示各个水头的排放速度的点来定义水泵曲线。由于在计算管网期间使用如下所示的通用水泵方程来模拟水泵,因此使用用户定义的水泵曲线点来求解通用水泵方程中的系数:
使用 L-M 方法基于给定的多点水位流量关系曲线来求解 A、B 和 C。