离心泵选型第5部分:系统曲线如何移动
离心泵选型第5部分:系统曲线如何移动 泵沙龙 2025年05月23日 07:02
选择有效且高效的泵需要对系统曲线有透彻的理解。
Chad Edmondson https://jmpcoblog.com
前言
选择有效且高效的泵需要对系统曲线有透彻的理解,以及它如何反映实际的系统运行情况。尤其在当今的变速系统中,这一点显得非常重要。尽管我们之前多次提到这一点,但在本系列中我们将“暂停”一下,专门探讨变速泵送系统中系统曲线的变化。
图1:离心泵系统曲线(节流) 系统曲线会随着实时系统中每一次流量变化而向上或向下移动(见图1)。通常,当双向阀打开以增加流量时,系统曲线会向下移动;而当双向阀关闭以减少流量并增加系统阻力时,系统曲线则向上移动。因此,变速泵的运行点(即系统曲线与泵曲线的交点)也会相应地向右下方移动(阀门打开),或向左上方移动(阀门关闭)。这两点之间的每个点代表了在给定系统中泵的控制范围。 虽然泵的曲线不会改变,但泵的运行速度会有所变化。因此,我们需要考虑的不仅仅是100%的转速曲线,而是泵的整个运行范围,这个范围由单条泵曲线上的所有平行的泵曲线表示。如果我们在系统整个运行范围内的每个相应运行点上标记一个点,那么这些点将集中在系统运行最频繁的区域。把这些点圈起来,你就捕捉到了泵的控制范围。这正是我们在图2中所展示的内容。 广告 深大硕士=2年学制+学费7980元起(无需离职)+学信网可查! 在职研究生招生-明卓 查看详情
图2:泵的控制范围 请注意下方带有三角形的蓝线。这条曲线表示在所有外部阀门(即距离泵最远的阀门)关闭时,多区域系统的运行情况。而带有正方形的蓝线则反映了在同一系统中内部阀门(即距离泵最近的阀门)关闭时的情况。为什么这两者之间会有差异呢?原因在于(在直接回流系统中)在部分负载工况下,驱动液流到距离泵最远的区域所需的泵扬程比驱动液流通过距离泵最近的区域所需的泵扬程要大。 那么,我们该如何选择泵呢?正如我们在本系列文章的前面提到的,我们希望选择一台效率最高的泵,其基本工作区域应位于系统的运行范围内。假设我们已经进行了详细的系统扬程损失计算,并了解系统将按照设计进行安装,那么我们就可以相应地选择一台泵,以最大限度地提高其在系统中的运行效率。
图3:设计点位于最佳效率点的右侧 这种选择方法将我们的设计点定位于最佳效率点(BEP)的右侧,也就是我们泵的最佳效率点(见图3)。这样做是合理的,因为在典型的可变容积系统中,设计工况仅在大约1%的时间内出现。值得注意的是,系统的大部分运行范围使泵的运行效率保持在 75% 或更高。 广告 帮儿女找对象同城相亲群,只找和子女学历、职业相匹配的点击进 孩缘相亲 查看详情 然而,ASHRAE建议我们选择一台泵,使系统的设计点恰好位于最佳效率点的左侧,而这一位置通常效率较低。这背后的原因是什么呢?
图4:设计点位于最佳效率点的左侧 这又回到了我们在第4部分讨论的内容。如果我们过于追求最高效率,选择的泵设计点恰好位于最佳效率点(BEP)右侧,那么就会面临运行不稳定的风险。最严重的情况是,泵会偏离其曲线并发生汽蚀现象。因此,ASHRAE建议,选择运行点略微位于最佳效率点(BEP)左侧的泵,以增加一定的安全系数(见图4)。 具体来说,ASHRAE指出:
“尽可能选择在最佳效率点(BEP)左侧运行的泵,这是因为实际系统中的压力往往低于设计压力,这可能是由于管道摩擦和其它设备的参数估计过高所致。否则,泵将以更高的流量运行,并可能处于湍流区域,从而影响其可靠性。” - 2012 年 ASHRAE 系统与设备手册,P44
最终,工程师需要评估自己对系统扬程损失计算的准确性的信心。无论哪种情况,我们都希望系统的运行范围尽可能位于泵的效率岛内。
泵沙龙注:封面图片为SEC-KSB公司YNK型前置泵。
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