水泵扬程设计计算方法汇总
呆呆狗勾
2023年01月11日 09:35:59
来自于热泵工程
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泵的主要性能参数: 泵的性能参数主要有流量和扬程,此外还有轴功率、效率、转速和必需汽蚀裕量等。 1.流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量,一般采用体积流量或质量流量。 泵在单位时间内,实际输送液体的体积称为泵的流量。 通常用字母 Q 表示。单位是:m3/h、L/s。 水泵的流量,即出水量,一般不宜选得过大,否则,增加购买水泵的费用;流量大,功率大,还会增加线路、电器控制方面的费用。应具体问题具体分析。

泵的主要性能参数:

泵的性能参数主要有流量和扬程,此外还有轴功率、效率、转速和必需汽蚀裕量等。

1.流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量,一般采用体积流量或质量流量。 泵在单位时间内,实际输送液体的体积称为泵的流量。

通常用字母 Q 表示。单位是:m3/hL/s

水泵的流量,即出水量,一般不宜选得过大,否则,增加购买水泵的费用;流量大,功率大,还会增加线路、电器控制方面的费用。应具体问题具体分析。

2.扬程是指单位重量液体流经泵以后能量的增加值,即液体在泵出口和进口的水压之差,通常用字母H表示。单位是:m。标准用:PahpaKPaMPa。另外还有:mmhg、㎏f/cm2

所谓扬程是指所需要的总扬程,而不是提水高度,这一点对选择水泵尤为重要。水泵扬程大约为提水高度的1.151.20倍。如:某水源到用水处的垂直高度20米,其所需扬程大约为2324米。选择水泵时应使水泵样本(铭牌)上的扬程最好与所需扬程接近,这样的情况下,水泵的效率最高,使用会更经济。但并不一定要求绝对相等,一般偏差只要不超过20%,泵都能在较节能的情况下工作。

3.进口压力Ps和出口压力Pd,进、出口压力指泵进出口管法兰处的压力,进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。

4.温度T指泵的进口介质温度,一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、最低和最高温度。

5.装置汽蚀余量NPSHa,也称有效汽蚀余量。

6.操作状态:分连续操作和间歇操作两种。

7.泵的性能曲线

通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为泵的性能曲线或特性曲线,实质上,泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式,通过实测求得。

特性曲线包括:流量-扬程曲线(Q-H),流量-效率曲线(Q-η),流量-功率曲线(Q-N),流量-汽蚀余量曲线(Q -NPSHr),性能曲线的作用是泵任意的流量点,都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程、功率、效率和汽蚀余量值,这一组参数称为工作状态,简称工况或工况点,离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点,最佳工况点一般为设计工况点。

暖通水泵的选择:

通常选用比转数ns在130~150的离心式清水泵,水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1~1.2倍(单台取1.1,两台并联取1.2。按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O,水泵扬程(mH2O):

Hmax=△P1+△P2+0.05L(1+K)

△P1为冷水机组蒸发器的水压降。

△P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。

L为该最不利环路的管长。

K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值,当最不利环路较长时K值取0.2~0.3,最不利环路较短时K值取0.4~0.6。

这是在某篇文章中摘抄下来的。在实际应用中也经常使用这个公式,个人认为这是一个很好的公式,所以值得推广。不知道大家对这个公式有何高见,愿闻其详。

冷冻水泵扬程实用估算方法:

这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成,因为这种系统是量常用的系统。

1.冷水机组阻力:由机组制造厂提供,一般为60~100kPa。

2.管路阻力:包括磨擦阻力、局部阻力,其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。若取值大则管径小,初投资省,但水泵运行能耗大;若取值小则反之。目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m范围内,管径较大时,取值可小些。

3.空调未端装置阻力:末端装置的类型有风机盘管机组,组合式空调器等。它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的,许多额定工况值在产品样本上能查到。此项阻力一般在20~50kPa范围内。

4.调节阀的阻力:空调房间总是要求控制室温的,通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。如果此允许压力降取值大,则阀门的控制性能好;若取值小,则控制性能差。阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。水系统设计时要求阀权度S>0.3,于是,二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。

根据以上所述,可以粗略估计出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失,也即循环水泵所需的扬程:

1)冷水机组阻力:取80kPa(8m水柱);

2)管路阻力:取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa;取输配侧管路长度300m与比摩阻200 Pa/m,则磨擦阻力为300*200=60000 Pa=60 kPa;如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%,则局部阻力为60 kPa*0.5=30 kPa;系统管路的总阻力为50 kPa+60 kPa+30 kPa=140 kPa(14m水柱);

3)空调末端装置阻力:组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大,故取前者的阻力为45 kPa(4.5水柱);

4)二通调节阀的阻力:取40 kPa(0.4水柱)。

5)于是,水系统的各部分阻力之和为:80kPa+140kPa+45 kPa+40 kPa=305 kPa(30.5m水柱)

6)水泵扬程:取10%的安全系数,则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。

根据以上估算结果,可以基本掌握类同规模建筑物的空调水系统的压力损失值范围,尤其应防止因未经过计算,过于保守,而将系统压力损失估计过大,水泵扬程选得过大,导致能量浪费。

水泵选型索引:

所谓水泵的选取计算其实就是估算(很多计算公式本身就是估算的),估算分的细致些考虑的内容全面些就是精确的计算。

特别补充一句:当设计流量在设备的额定流量附近时,上面所提到的阻力可以套用,更多的是往往都大过设备的额定流量很多。同样,水管的水流速建议计算后,查表取阻力值。

关于水泵扬程过大问题。设计选取的水泵扬程过大,将使得富裕的扬程换取流量的增加,流量增加才使得水泵噪音加大。特别的,流量增加还使得水泵电机负荷加大,电流加大,发热加大,“换过无数次轴承”还是小事,有很大可能还要烧电机的。

另外“水泵出口压力只有0.22兆帕”能说明什么呢?水泵进出口压差才是问题的关键。例如将开式系统的水泵放在100米高的顶上,出口压力如果是0.22MPa,就这个系统将水泵放在地上向100米高的顶上送,出口压力就是0.32MPa了!

水泵扬程设计:

(1)冷、热水管路系统

开式水系统:Hp=hf+hd+hm+hs

闭式水系统:Hp=hf+hd+hm

式中 hf、hd—水系统总的沿程阻力和局部阻力损失,Pa;

hm—设备阻力损失,Pa;

hs—开式水系统的静水压力,Pa。

hd/hf值,小型住宅建筑在1~1.5之间;大型高层建筑在0.5~1之间;远距离输送管道(集中供冷)在0.2~0.6之间。设备阻力损失见表10-5。

(2)冷却水管路系统

1)冷却塔冷却水量

设备阻力损失

设备名称

阻力(kPa)

备注

离心式冷冻机



蒸发器

30~80

按不同产品而定

冷凝器

50~80

按不同产品而定

吸收式冷冻机



蒸发器

40~100

按不同产品而定

冷凝器

50~140

按不同产品而定

冷却塔

20~80

不同喷雾压力

冷热水盘管

20~50

水流速度在0.8~1.5m/s左右

热交换器

20~50


风机盘管机组

10~20

风机盘管容量愈大,阻力愈大,最大30kPa左右

自动控制阀

30~50


冷却塔冷却水量可以按下式计算:

图片

式中Q—冷却塔排走热量,kW;压缩式制冷机,取制冷机负荷1.3倍左右;吸收式制冷机,去制冷机负荷的2.5左右;

c—水的比热,kJ/(kg·℃),常温时c=4.1868 kJ/(kg·℃);

tw1-tw2—冷却塔的进出水温差,℃;压缩式制冷机,取4~5℃;吸收式制冷机,去6~9℃。

2)水泵扬程

冷却水泵所需扬程:Hp=hf+hd+hm+hs+ho

式中hf,hd—冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力,mH2O;

hm—冷凝器阻力,mH2O;

hs—冷却塔中水的提升高度(从冷却盛水池到喷嘴的高差),mH2O;

ho—冷却塔喷嘴喷雾压力,mH2O,约等于5mH2O。

摘自《简明空调设计手册》


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rolandiltg
2023年01月11日 09:44:37
2楼

学习了,学习了,学习才能强国~~

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夏目友人赖帐
2023年01月11日 17:21:32
3楼

谢谢楼主分享,学习了~!

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