王 龍?
(山東建筑工程學(xué)院辦公室，山東濟(jì)南250014)

　　摘　要：對離心泵在轉(zhuǎn)速變化狀態(tài)下軸功率的相應(yīng)改變進(jìn)行了數(shù)解分析，并給出了一種較為便利的計(jì)算公式，以用于水泵工況分析、工程效益分析與評價。
　　關(guān)鍵詞：離心泵；變速調(diào)節(jié)；軸功率
　　圖分類號：TU991.35
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號：1000-4602(1999)10-0059-02

　　變速調(diào)節(jié)是先進(jìn)的離心泵調(diào)節(jié)方式之一，它的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在通過調(diào)節(jié)水 泵轉(zhuǎn)速以適應(yīng)不同工況下的節(jié)能需求。這種節(jié)能效應(yīng)表現(xiàn)在所對應(yīng)的軸功率參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化 以三次方形式而變化，即比例律中的N₁/N₂＝n₁³/n₂³。

1 改變轉(zhuǎn)速和軸功率的變化

　　改變轉(zhuǎn)速，離心泵在額定轉(zhuǎn)速下的Q～H、Q～N曲線等相應(yīng)變化，其變化規(guī)律的基礎(chǔ)為比例律：?

　　　Q₁/Q₂=n₁/n₂ 　　　　　　 (1)
　　　H₁/H₂=n₁²/n₂²　　　　　　(2)
　　　N₁/N₂=n₁³/n₂³　　　　　　(3)

　　如圖1所示，為適應(yīng)工況點(diǎn)的變化，工況需求從A₁變?yōu)锳₂；應(yīng)用變速調(diào)節(jié)，水泵轉(zhuǎn)速從額定轉(zhuǎn)速n₁調(diào)節(jié)為n₂，從而生成(Q～H)n₂和(Q～N)n₂曲線，所需軸功率從適應(yīng)A₁狀態(tài)的N₁變成N₂。?

2 變速下的軸功率解析

　　離心泵在允許的變速范圍內(nèi)調(diào)速運(yùn)行，擴(kuò)展了水泵的適應(yīng)范圍。在調(diào)速工況分析中，
　　工況點(diǎn)變化比較復(fù)雜，為方便應(yīng)用和上機(jī)操作，在對Q～H、Q～N曲線進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合的基礎(chǔ)上，對變速狀態(tài)下水泵軸功率的求解進(jìn)行數(shù)學(xué)解析。?
　　對離心泵Q～H曲線常用其高效段參數(shù)以拋物線方程擬合，即：?

　　　?。龋剑葂SxＱ² (4)

　　對Q-N曲線可用指數(shù)函數(shù)方程擬合：

　　N=A+BQ^c （5）
　　式中　H——水泉揚(yáng)程，kPa
　　　　　Q——水泵流量，L/s
　　　　　Hx——水泵虛揚(yáng)程，kPa
　　　　　Sx——水泵虛阻耗系數(shù)，S²/（L².kPa）
　　　　　N——水泵軸功率，kW
　　　　　A、B、C——系數(shù)

　　將式(1)、(2)、(3)分別代入式(4)、(5)中并經(jīng)整理，得出水泵變速后式(4)、(5)的變形通式：

　　H=(n₂/n₁)²H_x-S_xQ² 　　　　　　　　(6)
　　N=(n₂/n₁)³A+(n₂/n₁)^3-cBQ^c　　　　　(7)
　　對式(6)、(7)聯(lián)立整理：
　　n₂/n₁=[(H+S_xQ²)/H_x]^0.5
　　N=[(H+S_xQ²)/H_x]^1.5A+[(H+S_xQ²)/H_x]^(3-c)/2 BQ^c　　　　　(8)

　　式(8)即水泵變速后求解其軸功率的數(shù)解方程，對于變速后新的工況點(diǎn)Q、H值，可直接入式(8)求解對應(yīng)的軸功率N值。?

3 計(jì)算實(shí)例

10Sh—9型泵有關(guān)參數(shù)為：Hx＝468.35kPa；Sx＝0.005185190s²/(L²·kPa)；A＝39.4；B＝0.2468；C＝0.9159。改變轉(zhuǎn)速，適　　應(yīng)工況點(diǎn)為：Q＝100L/s；H＝294kPa。
　　將上述數(shù)據(jù)代入式(8)，解出：N＝37.22kW。
　　如需求解改變轉(zhuǎn)速的數(shù)值，可按常規(guī)方法計(jì)算。
　　本文推證的公式(8)給出了離心泵在變速狀態(tài)下軸功率參數(shù)的計(jì)算公式，可直接用需求工況的Q、H代入進(jìn)行計(jì)算，方便應(yīng)用。所用離心泵性能曲線Q～H、Q～N的數(shù)學(xué)擬合公式具有一定的精確度，對于一般性工程，在允許的調(diào)速范圍內(nèi)，應(yīng)用式(8)可迅速地計(jì)算出使用變 速調(diào)節(jié)適應(yīng)不同工況時水泵軸功率的變化狀態(tài)，也可根據(jù)不同泵型作出相應(yīng)圖表，使計(jì)算更快捷，它對于水泵工況分析、工程效益分析與評價是一種較好的應(yīng)用計(jì)算手段。

參考文獻(xiàn)：

　?。?］姜乃昌　水泵及水泵站［M］北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995
　?。?］王龍?單泵流量的非流量計(jì)檢測及效率評價［C］山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào) ，1991，(3).

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　　電　話：(0531)6956931×401(O) 6941562(H)?
　　收稿日期：1999-04-05