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采用阀门调节时电耗计算采用阀门调节流量时,功耗等于流量和压力的乘积。
各种流量的功耗计算如下电费计算如下度,年电费约万元。
采用调速且要求水压恒定时电耗计算采用调速水泵调节流量时,如果需要压力恒定,则功耗仍然按流量和压力的乘积计算。
各种流量的功耗计算如下其中为调速装置效率电费计算如下度,年耗电费约万元。
流量变化时,如果要求压力不变,相对于用阀门调节流量,采用变频器调节流量后,年可以节省电费约万元。
管路特性不变没有压力要求时的电耗计算与转速比的关系为为求出最大转差功率损耗时的转速比,可将式的对求导数,再令导数为零,求出其极值点,即可求出其极大值或极小值即„„„,因为,即代入式得由式和式可求出液力耦合器得转差功率损失两式相除得,或改写成转速,即,而其轴功率等于涡轮轴传递的功率,即。
根据叶片式风机水泵的比例定律可知,风机水泵的轴功率与其转速的三次方成正比,即。
当液力耦合器在最大转速比时,这时液力耦合器所传递的功率也迅速减小,转差功率损耗也就是个很小的量了。
当风机与水泵由液力耦合器驱动调速工作时,风机或水泵的输入轴与液力耦合器的从动轴相连接,故风机水泵的转速等于液力耦合器涡轮的耦合器在带动恒转矩负载调速工作时,转速比越小,其调速效率越低,转差功率损耗也越大但是在带动叶片式风机水泵类平方转矩负载调速工作时,情况就不是这样了。
这是因为叶片式风机水泵的轴功率与转速的三次方成正比其调速效率也越低,这是液力耦合器的个重要工作特性。
液力耦合器在风机水泵调速中的节能效果液力耦合器在风机水泵调速中的功率损耗由上可知,液力耦合器的调速效率等于调速比,所以液力耦合器属低效调速装置。
液力即在忽略液力耦合器的机械损失和容积损失等时,液力耦合器的调速效率等于调速比。
当液力耦合器工作时的转速比越小,数值因满足。
调速效率ην液力耦合器效率液力耦合器的调速效率又称为传动效率。
它等于液力耦合器的输出功率与输入功率之比,因为,故有的。
对于已确定工作腔尺寸和形状的液力耦合器,转矩系数仅随转速比而变,即,在额定工况点的转速比时,液力耦合器的转矩系数值约为,规定,调速型液力耦合器的转矩系耦合器通流部分的完善程度。
转矩系数越大,表示液力耦合器得动力储存也越大,亦即其传递功率和转矩得能力越大。
转矩系数的值主要是由液力耦合器工作腔的几何尺寸及形状以及工作腔流道表面的粗糙度等因素所决定得即转矩系数转矩系数是液力耦合器得个重要技术指标,它表示液力速差与泵轮转速之比的百分数,称为转差率,即液力耦合器的转差率除表示相对转速差的大小外,还表示在液力耦合器中功率的传动损失率。
由液力耦合器的输入输出力矩相等,即,可值。
液力耦合器在工作时,其转速比般在之内,当其小于时,由于转速比小,工作腔内充油量少,工作油升温很快,工作腔内气体量大,这时工作中常会出现不稳定状况。
转差率液力耦合器工作时,其泵轮与涡轮的转不能传递功率。
液力耦合器在设计工况点的转速比是表示液力耦合器性能的个重要指标,表示涡轮转速为最大值时的转速比,通常。
从液力耦合器的调速效率特性可知,表示了液力耦合器调速效率的最高转速比,即液力耦合器在正常工作时,其转速比必然小于。
因为若,就意味着泵轮与涡轮之间不存在转速差,两者同步转动,而当泵轮与涡轮同步转动时,工作油的旋转动能是不能对涡轮作功的,也就作用力定律可以证明,因此有。
着就是说,液力耦合器不能改变其所传递的力矩,其输出力矩等于其输入力矩。
转速比液力耦合器运行时其涡轮转速与泵轮转速之比,称为液力耦合器的转作用力定律可以证明,因此有。
着就是说,液力耦合器不能改变其所传递的力矩,其输出力矩等于其输入力矩。
转速比液力耦合器运行时其涡轮转速与泵轮转速之比,称为液力耦合器的转速比,即液力耦合器在正常工作时,其转速比必然小于。
因为若,就意味着泵轮与涡轮之间不存在转速差,两者同步转动,而当泵轮与涡轮同步转动时,工作油的旋转动能是不能对涡轮作功的,也就不能传递功率。
液力耦合器在设计工况点的转速比是表示液力耦合器性能的个重要指标,表示涡轮转速为最大值时的转速比,通常。
从液力耦合器的调速效率特性可知,表示了液力耦合器调速效率的最高值。
液力耦合器在工作时,其转速比般在之内,当其小于时,由于转速比小,工作腔内充油量少,工作油升温很快,工作腔内气体量大,这时工作中常会出现不稳定状况。
转差率液力耦合器工作时,其泵轮与涡轮的转速差与泵轮转速之比的百分数,称为转差率,即液力耦合器的转差率除表示相对转速差的大小外,还表示在液力耦合器中功率的传动损失率。
由液力耦合器的输入输出力矩相等,即,可得即转矩系数转矩系数是液力耦合器得个重要技术指标,它表示液力耦合器通流部分的完善程度。
转矩系数越大,表示液力耦合器得动力储存也越大,亦即其传递功率和转矩得能力越大。
转矩系数的值主要是由液力耦合器工作腔的几何尺寸及形状以及工作腔流道表面的粗糙度等因素所决定的。
对于已确定工作腔尺寸和形状的液力耦合器,转矩系数仅随转速比而变,即,在额定工况点的转速比时,液力耦合器的转矩系数值约为,规定,调速型液力耦合器的转矩系数值因满足。
调速效率ην液力耦合器效率液力耦合器的调速效率又称为传动效率。
它等于液力耦合器的输出功率与输入功率之比,因为,故有即在忽略液力耦合器的机械损失和容积损失等时,液力耦合器的调速效率等于调速比。
当液力耦合器工作时的转速比越小,其调速效率也越低,这是液力耦合器的个重要工作特性。
液力耦合器在风机水泵调速中的节能效果液力耦合器在风机水泵调速中的功率损耗由上可知,液力耦合器的调速效率等于调速比,所以液力耦合器属低效调速装置。
液力耦合器在带动恒转矩负载调速工作时,转速比越小,其调速效率越低,转差功率损耗也越大但是在带动叶片式风机水泵类平方转矩负载调速工作时,情况就不是这样了。
这是因为叶片式风机水泵的轴功率与转速的三次方成正比,这时液力耦合器所传递的功率也迅速减小,转差功率损耗也就是个很小的量了。
当风机与水泵由液力耦合器驱动调速工作时,风机或水泵的输入轴与液力耦合器的从动轴相连接,故风机水泵的转速等于液力耦合器涡轮的转速,即,而其轴功率等于涡轮轴传递的功率,即。
根据叶片式风机水泵的比例定律可知,风机水泵的轴功率与其转速的三次方成正比,即。
当液力耦合器在最大转速比时两式相除得,或改写成即„„„,因为,即代入式得由式和式可求出液力耦合器得转差功率损失与转速比的关系为为求出最大转差功率损耗时的转速比,可将式的对求导数,再令导数为零,求出其极值点,即可求出其极大值或极小值得出取得极大值得极值点为。
把极大值代入式可求出液力耦合器的最大转差功率损耗为注意式中的为,时液力耦合器涡轮所传递的功率,等于风机或水泵再最高转速时的轴功率。
亦可用相应的液力耦合器泵轮传递的功率等于风机或水泵最高转速时电动机的输出功率表示,由得通常,液力耦合器的,代入式及式得以上通过理论分析,导出了液力耦合器的涡轮传递功率泵轮传递功率以及转差功率损失的计算公式证明了液力耦合器的最低转差功率损失发生再转速比处。
而不是转速越低,越大。
由以上推导的公式可以作出叶片式风机水泵在采用液力耦合器调速时的调速效率泵轮传递功率涡轮传递功率转差损失功率与转速比的关系曲线,如图所示。
图叶片式风机水泵在采用液力耦合器调速时的调速效率泵轮传递功率涡轮传递功率转差损失功率与转速比的关系曲线从图中可以直观地看出随着转速比的减小,液力耦合器泵轮和涡轮所传递的功率也迅速减小,而转差损失功率,因而当液力耦合器泵轮所传递的功率和涡轮所传递的功率都变得很小以看出水泵调速运行时,水泵工作特性的变化情况。
曲线分别为水泵按和三种速度运行时的特性曲线,曲线④为管网特性曲线。
如果管网特性不变,保持为曲线④,水泵由转速调节到速运行时,水泵的工作点将由点变到点,流量和水压分别变到和,它们都随着转速的下降而下降。
负载特性不变时,水泵的流量水压轴功率和转速之间满足如下关系∝,∝,∝。
但如果是外界因素导致管网特性发生变化由曲线④变为曲线,使得流量减少为,但又要维持水压不变,这时水泵可以将速度调节到运行,从工作曲线中可以看出,水泵的转速和输出流量下降,但水泵的输出压力却保持不变,这就是为什么流量变化时,可以通过调节水泵转速实现恒压供水的理论依据。
这种情况下,由于管网特性的改变,水泵的流量水压轴功率和转速之间不再满足∝∝∝的关系,并不是转速下降其水压就下降,水泵速度下降且其分担的流量下降后,只要其输出水压不变,就可以和其他高速水泵并联运行。
当外部管路特性不变时,如果通过水泵调速方式改变流量,则工作点由点降到点如果水泵定速运行,通过阀门改变流量,则水泵从点变为点。
水泵在两工作点的输出功率和输出功率差分别为,图假设水泵在两点效率差别不大,都约为η,则调速方式相对于关阀方式,节能效益η。
如果外部管路特性变化而调速时要求水压恒定。
此时流量由流量由变为。
图如果水泵定速运行,
