风机水泵之间的相似工况点。 相似定律只适用于几何相似泵风机对应工况点之间的关系， 因此，在应用相似定律之前，需要先找到对应工况点关系。对应 工况点又称相似工况点，可以通过下面两种方法求几何相似泵 风机的相似工况点。 根据相似工况点的效率相等求相似工况点间的关系，相似 定律式式是在假设相似工况点各效率对应相等的前 提下得出的，这就是说，相似工况点的效率必相等。下面根据这 思路求相似工况点间的关系。两台几何相似泵风机的最高 效率是相等的，且每台泵风机都只有个最高效率点，所以 各几何相似泵风机的最高效率点是相似工况点进步看， 在各几何相似泵风机的性能曲线上最高效率点的右侧大流 量侧也彼此有个效率相等的工况点，它们也都是相似工况点， 同理在最高效率的左侧小流量侧，又可找到彼此效率相等的 相似工况点。 求出各相似工况点的连接曲线相似抛物线。下面以求 同台泵在转速变化时的相似抛物线为例说明，若泵在额定转 速下工况点的流量为，扬程为，需要求当转速变化 时，与其对应的各相似工况点。设与工况点，对应各 相似工况点的流量 当管路性能曲线方程为时，从图可查出 台泵单独运行时 二台泵并联运行时 三台泵并联运行时 图不同陡度管路性能曲线对泵并联效果的影响 比较两组数据可以看出管路性能曲线越陡，并联的台数越多， 流量增加的幅度就越小。因此，并联运行方式适用于管路性能曲 线不十分陡的场合，且并联的台数不宜过多。若实际并联管路性 能曲线很陡时，则应采取措施，如增大管径减少局部阻力等， 使管路性能曲线变得平坦些，以获得好的并联效果。 引言 风机和水泵在国民经济各部门的数量众多，分布面极广，耗电量 巨大。据有关部门统计，全国风机水泵电动机装机总容量约为 ，耗电量约占全国电力消耗总量的左右。目前，风 机水泵的耗电量中还有很大的节能潜力，其潜力挖掘的焦点是提 高风机和水泵的运行效率。据估计，提高风机和水泵系统运行效 率的节能潜力可达亿年，相当于个装机 容量为级的大型火力发电厂的年发电总量。 离心式的风机水泵的负载特性属平方转矩型的负载，即其轴上需 要提供的转矩与转速的二次方成正比。风机水泵在满足三个相似 条件几何相似运动相似和动力相似的情况下遵循相似定律 对于同台风机或水泵。当输送流体的密度不变仅转速 改变时，其性能参数的变化遵循比例定律流量与转速的次方 成正比压头扬程与转速的二次方成正比行在最高效率工况点时，才 是运动相似，所以运动相似又称工况相似。 两台风机水泵的动力相似则是指作用于两台泵风机内各 对应点上力的方向相同，大小成比例。作用于泵风机内流体 的力主要有惯性力粘性力的总压力。因此，为使泵风机中 的动力相似，必须对应点上的惯性力与弹性力或压力与密度 之比相等，惯性力与粘性力之比相等。 离心式风机水泵的相似定律 叶片式泵与风机的相似定律是两台泵或风机在满足几何相似 和运动相似的前提下导出的。它给出几何相似的泵或风机， 在相似工况点的流量之间扬程或全压之间功率之间的相 互关系为 即把泵的线性尺寸几何相似地均放大倍时，对应工况点的流 量扬程轴功率将各增到原来的倍倍和倍。 例台离心式风机采用变速调节方式，当其转速降低到原来 额定转速的半时，其对应工况点的流量全压轴功率各降到 原额定转速时的多少倍设气体密度不变 解由比例定律式式得 即当风机的转速降低到原额定转速的半时，对应工况点的流 量全压轴功率各下降到原来的和，换句话说， 用变速调节方式调节流量可使轴功率值大大下降，这也就是变速 调节方式可以大幅度节电的原因。 应该指出的是本题中的，所以计算的结果可能会 有定误差。 例已知型锅炉引风机在抽送的烟气时所需 的轴功率为，试问若用以输送的空气时所需的轴功 率为多少轴功率则与转速 的三次方成正比。如果水泵转速是其额定转速的时，则功耗 只有额定值的，节能率可达。 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,果真如此吗否。风机水泵比例定律的三大关系式的使用是有条 件的，在实际使用中，风机水泵由于受系统参数和运行工况的限 制，并不能简单地套用比例定律来计算调速范围和估算节能效 果，而应将实际工况转化为相似工况后，才能用比例定律进行计 算。其结果的差别还是很大的。作为变频器的生产厂家，特别是 专门研究变频控制的专家学者，必须明明白白地告诉用户，风机 水泵的变频节能到底是怎么回事，而不能有意无意地误导读 者，片面夸大节能效果。 风机水泵的相似定律 风机水泵的几何相似，运动相似和动力相似 两台泵风机若几何相似，就是说它们的形状完全相同，只是 大小不同，其中台泵风机相当于另台泵风机按定 比例的放大或缩小。举个形象的例子两张不同比例尺的中国地 图，它是几何相似的，但大小相差定的倍数。应指出的是本 书所说的两泵风机几何相似，是指通流部分的几何相似，并 不是要求泵风机之间的轮廓外形也必须几何相似。 两台泵风机的运动相似是指两台几何相似泵风机通流部 分各对应点的速度三角形相似。显然，只有当两台泵风机的 通流部分几何相似，才有可能运动相似，但满足几何相似条件的，不定满足运动相似的条件，只有当两台几何相似泵风机都 在相似工况点运行时例如都的参数求出点的参数。 例锅炉给水泵装置的性能曲线如图所示，其在额定转速 下运行时的运行工况点为，相应的。现欲通过变 速调节，使新运行工况点的流量减为，试问其转速 应为多少额定转速为 解变速调节时管路性能曲线不变，而泵的运行工况点必在管路 性能曲线上，故点可由处向上作垂直线与管 路性能曲线相交得出见图，由图可读出点的扬程 。与不是相似工况点，需在额定转速时的曲 线上找出的相似工况点，以便求出的转速。过点作 相似抛物线，由式得 图给水泵装置的性能曲线和管路性能曲线 为把相似抛物线作到图上，上式中与 的关系列表如下 把列表中数值作到图上，此过点的相似抛物线与额定转速下相交于点。由图可读出故 得 上述两式得出的结果略有不同是因作图及读数误差引起的。 从计算结果知，此泵装置因管路静扬程很高，故当流量减少 到原流量的时，其转速只降到原转速的， 而不是。 泵或风机系统管路性能曲线中静扬程静压所占比例的大小， 与调速装置节能效果的大小相关。当静扬程所占比例很大时，即 使泵系统的工作流量变化很大，但调速装置的转速变化范围并不 大，结果变速调节的节能效果也不大。这是因为静扬程静压 不等于零时，最大节能率为。 若给水泵的流量余量以计算，当流量为时，锅炉的 负荷约为左右。作为般的机组，也已经接近最低不投油 稳燃负荷了。正巧，由以上计算数据看出，给水泵的调速能耗率 与锅炉的负荷率是基本致的，也即能耗与流量的次方成正 比。所以，可依据锅炉的负荷率来粗略估算给水泵的调速节能率。 电站水泵的静扬程都不等于零，所以其调速范围和节能效果都不 能简单地采用比例定律计算，都要先求出相似曲线，然后才能进 行计算。除了锅炉给水泵外汽包压力为其静扬程，对循环水 泵则水塔高程为其静扬程，对于凝结水泵，凝结水出口母管压力 为其静扬程。因为凝结水泵除了调节凝汽器热井水位恒定外，还 要保证凝结水出口母管压力足够大般，以防止空气由排水阀经凝结水再循环管进入凝汽器中，而破坏汽轮机真 空。 电站风机，则由于其静压很小，所以可以直接用比例定律估算其 调速范围和节能效益，只是要求以输出风压作为调速范围的校验 指标。 风机水泵的并联运行 泵或风机并联运行的主要目的是增大所输送的流量。但流量增加 的幅度大小与管路性能曲线的特性及并联台数有关。图所示为 两台及三台性能相同的型离心泵并联时，在不同陡度管 路性能曲线下流量增加幅度的情况，从图可见，当管路性能曲线 方程为时单位为，从图中查得 台泵单独运行时 两台泵关联运行时 三台泵并联运行时，管路性能曲线与变转速时的相似抛物线不重合，故 变速前后各工作点间的关系并不符合比例律，即流量比不等于转 速比。当静扬程静压为正值时，流量比恒大于转速比。例如 型锅炉给水泵，其最高转速，相应 ，。若泵系统的静扬程。则变速调 节流量至最大流量时，相应转速为最高转速的 。可见这比静扬程为零时流量比为时，转速比也为时要高多了。因此，管路性能曲线的静扬程越高， 则变速调节流量时，其轴功率的减少值也越小。如图所示离 心泵在不同静扬程下采用变速调节及出口阀门调节方式时流量 比和所消耗轴功率比的关系。 所以说，对于有较大静扬程的泵或风机，只用工作流量变化范围 大小确定节能效益的大小就不正确了，应根据转速变化范围确定 节能效益的大小才是正确的。 图泵系统在不同静扬程下的轴功率流量特性 图中线转速调节线出口阀门调节 例若例中的锅炉给水泵电动机的额定功率为，额定 转速时的实际出力为，试估算其节能效果。 由图可以看出，此给水泵的出口压力为，锅炉气包压力 为，由上例计算结果，当转速下降到，即额定 转速的时，流量为，即额定流量的，压力为 ，略高于锅炉汽包压力，为了保证汽包顺利进水，转速 已不能再下降了。所以其调速范围为，根据式 ，其轴功率的各相似工况点。如图所示，当 转速为„„时，对应的相似工况点为， ，。 图过，点的相似抛物线 同理，通风机变转速时，过，点的相似抛物为 风机水泵的转速变化时，风机水泵装置