水泵并聯(lián):當(dāng)?shù)谝慌_(tái)水泵與第二臺(tái),或多臺(tái)水泵的吸入管連接在一起,出水管也連接在一起時(shí)稱為水泵的并聯(lián),見下圖:
同特性水泵的并聯(lián)
在理想狀態(tài)下,同型號(hào)同規(guī)格的兩臺(tái)水泵其流量與揚(yáng)程關(guān)系是:
并聯(lián)時(shí):總流量 Q=Q1+Q2
總揚(yáng)程 H=H1=H2 (注意 是揚(yáng)程不是相加, 但不是完全相同, 見后面分析)
即當(dāng)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上水泵并聯(lián)時(shí),其系統(tǒng)的揚(yáng)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(tái)并聯(lián)泵出水量之總和;
②可以通過開停泵的臺(tái)數(shù)來調(diào)節(jié)總的流量,以達(dá)到節(jié)能和安全供水的目的。
例如:工程上,4臺(tái)以上的主機(jī),需要的水流量是很大的,如果只用一臺(tái)泵,泵的功率就很大,成本高,負(fù)荷大,容易對(duì)電網(wǎng)形成沖擊,運(yùn)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)問題,而且當(dāng)主機(jī)不同時(shí)開的時(shí)候,也可以停開幾臺(tái)泵來調(diào)節(jié)水流量,達(dá)到節(jié)能目的;
③當(dāng)并聯(lián)工作的泵中有一臺(tái)損壞時(shí),其他幾臺(tái)泵仍可繼續(xù)供水,因此,泵并聯(lián)輸水提高了機(jī)組運(yùn)行調(diào)度的靈活性和供水的可靠性,是多臺(tái)機(jī)組中最常見的一種運(yùn)行方式。
系統(tǒng)狀態(tài)
1. 由流量揚(yáng)程曲線圖看出,兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作時(shí)的總流量并不等于單臺(tái)泵工作時(shí)流量的兩倍。
兩臺(tái)水泵并聯(lián)后所得流量小于兩臺(tái)水泵額定流量之和,那是因?yàn)楣苈窊p耗及單向閥不完全密封(回流)、管路最大能力限制所造成。對(duì)于多臺(tái)水泵的并聯(lián),可以通過加大主管直徑、檢查單向閥是否完全密封、進(jìn)出口管路有無堵塞、合理減少彎頭和閥門等措施減少衰減,盡量提高總流量, 可見下圖。
管路特性曲線越陡,增加的流量越少。根據(jù)工作中總結(jié):兩臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)流量減少5%—10%,三臺(tái)泵并聯(lián)時(shí)流量減少16%-20%左右(經(jīng)驗(yàn)), 預(yù)估用。實(shí)際變化和泵的性能曲線和系統(tǒng)關(guān)系很大.
2. 水泵并聯(lián)工作不僅能增加流量,揚(yáng)程也有少量增加, 見上圖中系統(tǒng)阻力曲線的變化。
3. 一臺(tái)水泵單獨(dú)工作時(shí)的功率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于并聯(lián)工作時(shí)單臺(tái)泵的功率,所以選配電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)根據(jù)一臺(tái)水泵單獨(dú)工作時(shí)的功率來進(jìn)行選擇。
不同特性水泵可以并聯(lián)嗎?
在回答這個(gè)問題之前,我們來看一下兩個(gè)不同特性泵并聯(lián)時(shí)的情況:當(dāng)系統(tǒng)輸出揚(yáng)程達(dá)到低揚(yáng)程泵的最大揚(yáng)程時(shí),系統(tǒng)處于臨界狀態(tài),此時(shí)系統(tǒng)輸出流量由高揚(yáng)程泵單獨(dú)供應(yīng),低揚(yáng)程泵輸出流量為零,當(dāng)流量繼續(xù)減小,由于高揚(yáng)程泵迫使一部分水體倒流通過低揚(yáng)程泵(如無止逆閥),則系統(tǒng)內(nèi)部形成環(huán)流,水泵反而沒效果了。所以,一般情況下,不建議采用不同揚(yáng)程水泵并聯(lián),注意是揚(yáng)程盡量接近, 流量可以不同
用軟件輔助分析
下面的動(dòng)畫截取于義維軟件.
并聯(lián)特性曲線的繪制(動(dòng)畫)
裝置曲線的繪制(動(dòng)畫)
并聯(lián)曲線圖的生成
從左到右,分別是:單泵的性能曲線,兩臺(tái)泵的并聯(lián)曲線,三臺(tái)泵的并聯(lián)曲線,和四臺(tái)泵的并聯(lián)曲線。
串聯(lián)曲線圖的生成
從下往上,分別是:單泵的性能曲線,兩臺(tái)泵的并聯(lián)曲線,三臺(tái)泵的并聯(lián)曲線,和四臺(tái)泵的并聯(lián)曲線。
公式計(jì)算詳細(xì)分析
看不懂, 可忽略此部分內(nèi)容
并聯(lián)特性曲線的繪制
在繪制水泵并聯(lián)性能曲線時(shí),先把并聯(lián)的各臺(tái)水泵的Q-H曲線繪在同一坐標(biāo)圖上,然后把對(duì)應(yīng)于同一H值的各個(gè)流量加起來。如圖1所示,吧I號(hào)泵Q-H曲線上的1、1′、2″各點(diǎn)的流量相加,則得到I、II號(hào)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。這種等揚(yáng)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求并聯(lián)后的工況點(diǎn)。因此,同型號(hào)的兩臺(tái)(或多臺(tái))泵并聯(lián)后的總和流量將等于某揚(yáng)程下各臺(tái)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)的圖解就沒有那樣簡(jiǎn)單。
水泵并聯(lián)Q-H曲線
同型號(hào)、同水位的兩臺(tái)水泵的并聯(lián)工作
(1)繪制兩臺(tái)水泵并聯(lián)后的總和(Q-H)1 2曲線。由于兩臺(tái)水泵同在一個(gè)吸水井中抽水,從吸水口A、B兩點(diǎn)至壓水管交匯點(diǎn)O的管徑相同,長(zhǎng)度也相等,故∑hAO=∑hBO,AO與BO管中,通過的流量均為Q/2,由OG管中流進(jìn)水塔的總流量為兩臺(tái)泵水量之和。因此,兩臺(tái)泵聯(lián)合工作的結(jié)果,是在同一揚(yáng)程下流量相疊加。為了繪制并聯(lián)后的總和特性曲線,我們可以先不考慮管道水頭的損失,在(Q-H)1,2曲線上任取幾點(diǎn),然后,在相同坐標(biāo)值上把相應(yīng)的流量加倍,即可得1′,2′,3′,…,m′點(diǎn),用光滑曲線連接起1′,2′,3′,…,m′點(diǎn),繪出一條并聯(lián)后的總和特性曲線(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。下角“1 2”表示兩臺(tái)并聯(lián)工作的總和Q-H曲線。上述的這種等揚(yáng)程下流量疊加的原理稱為橫加法原理。所謂總和(Q-H)1 2曲線的意思,就是把兩臺(tái)參加并聯(lián)水泵的Q-H曲線,用一條等值水泵的(Q-H)1 2曲線來表示。此等值水泵的流量,必須具有各臺(tái)水泵在同揚(yáng)程時(shí)流量的總和。
同型號(hào)、同水位、對(duì)稱布置的兩臺(tái)水泵并聯(lián)
(2)繪制管道系統(tǒng)特性曲線,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(yīng)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(shù)。
因?yàn)閮膳_(tái)泵是同型號(hào),管道中水流是水力對(duì)稱,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(tǒng)的特性曲線Q-∑hAOG,此曲線與(Q-H)1 2曲線相交于M點(diǎn)。M點(diǎn)的橫坐標(biāo)為兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作的總流量Q1 2,縱坐標(biāo)等于兩臺(tái)水泵的揚(yáng)程H0,M點(diǎn)稱為并聯(lián)工況點(diǎn)。
(3)求每臺(tái)泵的工況點(diǎn)。通過M點(diǎn)作橫軸平行線,交單泵的特性曲線于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(yáng)程H1=H2=H0。自N點(diǎn)引垂線交Q-η曲線于P點(diǎn),交Q-N曲線于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(tái)泵停車,只開一臺(tái)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(yáng)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(jī)時(shí),要根據(jù)單泵單獨(dú)工作時(shí)的功率來配套。另外,Q′>Q1,2,2Q′>Q1 2,這就是說,一臺(tái)泵單獨(dú)工作時(shí)的流量,大于并聯(lián)工作時(shí)每一臺(tái)泵的出水量。也即兩臺(tái)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(xiàn)象,在多泵并聯(lián)時(shí)就很明顯(當(dāng)管道系統(tǒng)特性曲線較陡時(shí),就更顯突出)。