扬程与压力的关系


教学设计 2019-09-11 08:51:59 教学设计
[摘要]一:[扬程与压力的关系]排出压力与扬程的关系一、水泵排出压力水泵排出压力是指被送液体经过水泵后,所具有的总压力能(单位:MPa)。它是泵能否完成输送液体任务的重要标志,对于水泵的排出压力可能影响到用户生产能否正常进行。因此,水泵的排出压力是根据实际工艺的需要设计确定的。根据生产工艺的需要和对制造厂的

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一:[扬程与压力的关系]排出压力与扬程的关系


一、水泵排出压力
    水泵排出压力是指被送液体经过水泵后,所具有的总压力能(单位:MPa)。它是泵能否完成输送液体任务的重要标志,对于水泵的排出压力可能影响到用户生产能否正常进行。因此,水泵的排出压力是根据实际工艺的需要设计确定的。
    根据生产工艺的需要和对制造厂的要求,排出压力主要有以下几种表示方法。
    1、正常操作压力  企业生产在正常工况下操作时,所需的泵排出压力。
2、最大需要排出压力  企业生产工况发生变化时,可能出现的工况昕需的泵排出压力。
3、额定排出压力  泵制造厂规定的并保证达到的排出压力。额定排出压力应等于或大于正常操作压力。对于叶片式泵应为最大流量时的排出压力。
4、最大允许排出压力  泵制造厂根据泵的性能、结构强度、原动机功率等确定的泵的最大允许排出压力值。最大允许排出压力值应大于或等于最大需要排出压力,但应低于泵受压元件的最大允许工作压力。
 二、水泵扬程H
 水泵的扬程是指单位重量的液体通过泵后获得的能量.以H表示,单位是m,即排出液体的液柱高度。
 单位压量的液体通过泵后所获得的有效能量,又称总扬程或全扬程。也可以讲在水泵的出口处与进口处液体所具有的能量差。但必须说明:它仅仅与泵本身性能有关,而与进、出口管路无关。扬程的单位为N·m或m液柱高度。
 对高压泵,有时也近似地采用泵出口和进口的压力差(p2一P1)表示扬程的大小,此时,扬程H可表示为:
    
式中 P1——泵的出口压力,Pa;
    P2一泵的进口压力,Pa;
    p——液体密度,kg/m3;
    g——重力加速度,m/S2。
    
扬程是水泵的关键性能参数,根据石油、化工工艺需要和对泵制造厂的要求.
①正常操作扬程企业正常生产工况下,泵的排出压力和吸入压力所确定的泵扬程。
②最大需要扬程企业生产工况发生变化,可能需要的最大排出压力(吸人压力未变)时泵的扬程。
③额定扬程  额定扬程是额定叶轮直径、额定转速、额定吸入和排出压力下水泵的扬程.是由泵制造厂确定并保证达到的扬程,且此扬程值应等于或大于正常操作扬程。一般取其值等于最大需要扬程。
④关闭扬程  关闭扬程是水泵流量为零时的扬程。为水泵的最大极限扬程,一般以此扬程下的排出压力确定泵体等受压元件的最大允许工作压力。
    
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二:[扬程与压力的关系]水泵扬程


泵的扬程与压力的关系 应为:1、P出口=P入口+扬程(水)×重度,2、扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。其单位是N·m/N=m,即泵抽送液体的液柱高度,习惯简称为米。3、因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有效能量,所以,扬程和质量流量及重力加速度的乘积,就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量——即泵的有效功率:                       Pe=ρgQH(W)=γQH(W)    式中 ρ——泵输送液体的密度(kg/m3);         γ——泵输送液体的重度(N/m3);         Q——泵的流量(m3/s);         H——泵的扬程(m);         g——重力加速度(m/s2)。4、泵是输送液体或使液体增压的机械。

三:[扬程与压力的关系]离心泵的流量和压力之间关系是否可通过计算得出?


tian5302
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发表于:2012-12-31 23:48:50 楼主
我想请教一个问题 我是学消防的 比如使用离心泵供两支水枪正常出水 在关掉一支枪的情况下 另外一支枪流量能增加多少?(前提是其他条件不变 只有关掉一支枪的阀门这一个操作)
增加的百分比是否可通过理论计算得出?可否给出计算过程?收藏
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yjig
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 00:12:05 1楼
在关掉一支枪的情况下 另外一支枪流量能增加,但无法通过理论公式计算,至少是无法精确的计算。因为水泵的流量-压强曲线是工厂用仪表,实际测量绘制出来的,就连厂方也不能根据此曲线,反推出方程。
用户可以根据厂方提供的曲线,近似的推算出流量与压强。
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 00:13:07 2楼
离心泵供两支水枪正常出水 在关掉一支枪的情况下 另外一支枪流量能增加多少?
 
1、简单说,是增大近1倍;
2、认为系统是稳流,只是出水截S面缩小了1倍,而流速增大1倍,一支的流量等于原来两支的流量!
3、公式是S1V1=S2V2;
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yjig
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 00:14:26 3楼
可以这么说:在关掉一支枪的情况下 另外一支枪流量能增加,但绝对不可能增加到2倍的流量。
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 00:16:51 4楼
4、这只是个理论值,实际由于压力扬程增大,总流量减小,而且出水速度大,单位体积水的动能增加,所以说1支的流量增大不到1倍!
 
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tian5302
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 00:18:34 5楼
肯定到不了2倍 实验测量只能增加20% 但不知道为什么 有人说是离心泵有自动降速功能 也有人说是因为管道阻力损失 我是想通过理论推导与实验结果吻合一下 写论文有说服力
能算出增加的百分比就行啊!谢谢各位啦
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yjig
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 00:27:07 6楼
至于究竟能增加几倍,这就看你的水泵曲线的平坦程度,如果比较陡,那么增加的数值就大一点,也就是说比较靠近2倍,如果比较平,那么增加的幅度就有限,只能是1倍多一点。
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 00:27:16 7楼
5、你可以检测压力增大了多少,流量就反比减少了多少,认为水泵功率不变,功率=压力×流量;
6、如果认为出水动能不变,则 2=(V2/V1)^3,流量2=0.62流量1,增加24%;
 
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yjig
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 00:35:04 8楼
引用 刘志斌 的回复内容:5、你可以检测压力增大了多少,流量就反比减少了多少,认为水泵功率不变,功率=压力×扬程;
功率=压力×扬程?
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 01:20:02 9楼
7、 如果认为出水动量不变,则 2=(V2/V1)^2,流量2=0.707流量1,增加40%;
8、看来认为出水的动能不变,比较切合实际“实验测量只能增加20%”。
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 08:49:31 10楼
“增加的百分比是否可通过理论计算得出?可否给出计算过程?”
 
1、 先说动力异步电机的机械特性,是硬特性,可以看做恒速电机;
2、这样“关掉一支枪的阀门”后,电机、水泵的运行功率没有变;
3、结论,两支水枪正常出水,水的动能等于,关掉一支枪的阀门后一支枪出水的动能;
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 08:55:17 11楼
4、两支水枪正常出水,水的动能是
  1/2×ρS1V1×v1^2
ρ 水的密度
S1 两支水枪正常出水管的截面
V1 两支水枪正常出水水的出管速度
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 08:57:07 12楼
5、一支水枪正常出水,水的动能是
  1/2×ρS2V2×v2^2
ρ 水的密度
S2 一支水枪正常出水管的截面
V2  一支水枪正常出水水的出管速度
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 09:01:43 13楼
6、由3“两支水枪正常出水,水的动能等于,关掉一支枪的阀门后一支枪出水的动能”得
1/2×ρS1V1×v1^2= 1/2×ρS2V2×v2^2
                 S1V1^3=S2V2^3
                    S1/S2=V2^3/V1^3 
                           2= (V2/V1 )^3 
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怪话二王
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 09:12:19 14楼
 
新年好鸟!
 
去搜白努力方程的完整式,想做啥分析,都中鸟  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
 
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 09:18:41 15楼
7、两支水枪正常出水流量S1V1,一支枪的阀门后一支枪出水的流量S2V2
     S2V2=1/2S1×√2^3×V1
            =0.5×√2^3×S1V1
            =1/1.6×S1V1
            =0.62S1V1
     一支枪出水的流量S2V2= 0.62 两支水枪正常出水的流量S1V1     
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 09:24:09 16楼
8、关掉一支枪的阀门,一支枪出水的流量增加= (0.62 - 0.5)S1V1=0.12S1V1 ,增加了0.12/0.5=24%;
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 09:43:44 17楼
引用 怪话二王 的回复内容: 新年好鸟! 去搜白努力方程的完整式,想做啥分析,都中鸟  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~    用白努力方程:
S1V1×P1×V1^2=S2V2×P2×V2^2
               P1/P2=V1/V2
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 09:45:55 18楼
S1V1×V1×V1^2=S2V2×V2×V2^2
             S1V1^3=S2V2^3
                S1/S2=V2^3/V1^3 
                       2= (V2/V1 )^3 
S2V2=1/2S1×√2^3×V1
            =0.5×√2^3×S1V1
            =1/1.6×S1V1
            =0.62S1V1
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 09:47:38 19楼
其中P1/P2=V1/V2不好说,用动能不变可以躲过这个关系!
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-01 23:13:39 20楼
9、关掉一支枪的阀门,一支枪出水的流量增加= (0.62 - 0.5)S1V1=0.12S1V1 ,增加了0.12/0.5=24%; 出水速度V2=√2^3 V1=1.3V1,提高了30%!
 
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tian5302
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加TA为好友 发表于:2013-01-03 09:27:17 21楼
我觉得您假设的前提好像有问题 关掉一支枪后泵的特性曲线交点会有变化 功率应该会变 而且一大部分能量转化为阻力损失了 动能守恒恐怕说不通a
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-04 00:18:50 22楼
1、一支枪关闭,电机的功率是上升还是下降,你只要看电机电流表就知道了;
2、如果一支枪关闭后,电流有减少,但减少不多,可以看做功率不变;
3、然后从效率上给予修正,总之计算结果越接近实际,说明计算方法正确!
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-04 00:26:39 23楼
4、你检测一下电流变化情况?我认为电流会下降一些,就是说功率会减小一些?
5、一支枪关闭,阻力变化不大,损耗没有增大多少,主要是压力变化,速度变化,流量的变化,从功率不变、出水动能不变,找到一个和实际检测结果接近的计算理论和方法,当然要修正!
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-04 00:34:40 24楼
6、如果你要考虑过程以及参数间的复杂变化,那计算会进入死胡同;
7、用能量守恒可以越过这些、不考虑这些,这是物理上解题的一个好方法,只考虑初末态的好方法!
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tian5302
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加TA为好友 发表于:2013-01-04 18:59:13 25楼
    我的意思是关掉一支枪以后,离心泵的转速是否会有变化。如果不变,就可以看成功率不变,如果转速真的会自动降速, 那么就不能看做功率不变。
    另外,如果按照您的计算,我如果出4支枪,关掉其中3支枪,那么流量会增加60%,但是实际情况远远不能达到这个比例,不知为什么
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-05 01:05:47 26楼
引用 tian5302 的回复内容:  
  ……如果按照您的计算,我如果出4支枪,关掉其中3支枪,那么流量会增加60%,但是实际情况远远不能达到这个比例,不知为什么
1、S2V2=1/4S1×√4^3×V1
            =0.25×√4^3×S1V1
            =0.4×S1V1
2、提高60%,这是可以理解的,因为这时候功率越集中,你如果是10个关9个,流量会提高的更多;
3、符合实际情况,你可实验确定!
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-05 01:11:48 27楼
4、因为流量减小的越多,电机的负荷越轻,转速越高,压力越大,而且功率越集中到一点,例如你10个关9个,10个的功率几乎集中到1个上,你想流量肯定会提高很多?
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-05 15:50:38 28楼
5、例如你10个关9个,10个的功率几乎集中到1个上,你想1个的流量肯定会提高很多,原因是总的流量下降越多,电机转速越高,压力升高越多,1个的流速越大,1个的流量升高就越多!
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-06 12:22:54 29楼
引用 tian5302 的回复内容:我觉得您假设的前提好像有问题 关掉一支枪后泵的特性曲线交点会有变化 功率应该会变 而且一大部分能量转化为阻力损失了 动能守恒恐怕说不通a 1、当水泵的流量减小偏离额定流量时,水泵效率下降,损耗增大;
2、当流量偏离额定流量减小时,水泵的损耗增大,主要表现在泵的叶轮与水的相对运动的摩擦损耗;
3、这个可以试验确定,例如当泵的流量为零时,电机电流明显下降,泵叶轮与水的相对运动最强烈,电机的功率全部损耗在叶轮阻尼摩擦上,能量会转化热量,水的温度甚至会升高很多!
4、所以,在计算时,可以用效率的下降来对计算结果的修正,例如在计算时引入与效率相关的系数;5、这个系数随流量的减小而减小,即效率随流量的下降而减小;
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-06 16:47:06 30楼
6、例如在2个关1个的计算中,系数η=0.8:
1/2×ρS1V1×v1^2× η= 1/2×ρS2V2×v2^2
                 S1V1^3×η= S2V2^3
                    S1/S2×η= V2^3/V1^3 
                           2×η= (V2/V1 )^3 
  取η=0.8
 S2V2=1/2S1×√(2η)^3×V1
            =0.5×√(2η)^3×S1V1
            =0.6×S1V1
            =0.6S1V1
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-06 17:04:42 31楼
这样2关1时,流量提高20%,和实际检测一致;
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-06 17:38:50 32楼
7、例如在4个关3个的计算中,系数取η=0.8×0.8=0.64
1)S2V2=1/4S1×√(4×η)^3×V1
            =0.25×√(4×η)^3×S1V1
            =0.35×S1V1
2)流量提高40%;
 
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刘志斌
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加TA为好友 发表于:2013-01-10 10:24:21 33楼
楼主请把实验结果,传上来,这样就可以判断我们的计算是否正确,还需要怎么修正?
 
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tian5302
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加TA为好友 发表于:2013-01-12 16:33:03 34楼
昨天用小流量做了测试 两只枪关掉一支枪流量基本没有变化 四只枪关掉三支枪单只枪流量提升25% 之前两只枪关掉一只提升18%是流量在极大的情况下测试的 所以不知道为什么这次流量减小又没有变化ya
 
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