1、7 流體機械的特性曲線與運行調節 7-1流體機械特性曲線的定義與分類流體機械特性曲線的定義與分類 流體機械的性能取決于三個基本因素： ）（或，、或，），（或，運動參數，介質的物性參數，幾何參數hhpHP，qqQnRmv) (0幾何參數和物性參數一定時，機器的工況由 三個參數決定，而等則是工況的函數。流體機械特性曲線的廣義函數為：Hqnv和，P)(0HqnfPv，一般上式自變量的數目為26個? 常數參數為自變量，其余為綜合特性曲線：取二個常數參數為自變量，其余為線型特性曲線：取一個一、線型特性曲線一、線型特性曲線在線型特性曲線中只有一個自變量，選擇不同的自變量就得到不同的特性曲線，如工作特性曲線

2、和轉速特性曲線等 （一）泵與風機的工作特性曲線（一）泵與風機的工作特性曲線 7-1流體機械特性曲線的定義與分類 1、曲線vqH vTTqHuTcugH221ymuctgcuc2222222bDqcvTmyvTTctgbDgquguH222222yctgbDguBguA222222；vTTBqAH 上式為一直線方程，其斜率由來決定。y2guHqctgbDuqHguHqguHqTvTyyvTTTvTyTvTy22222222222220900090090時，上升線，前彎式，當時，時，下降線，后彎式當時，水平線，徑向式，當（一）泵與風機的工作特性曲線（一）泵與風機的工作特性曲線 7-1流體機械特性曲

3、線的定義與分類 以后彎式葉片為例： K為滑移系數。，且可認為在所有工況下保持不變。 vTTqHyvTTTvTTTctgbDuqHguKHqKHH22222200時，時，1KvTqH vTvdvdvsvwvTTqHqqqhqKhqH)(223得到處的拋物線，頂點在扣除沖擊損失，過原點的拋物線扣除沿程、局部損失曲線由 vqH qqHvT曲線扣除泄漏流量由（一）泵與風機的工作特性曲線（一）泵與風機的工作特性曲線 7-1流體機械特性曲線的定義與分類 2、曲線 ： vqP vTTqP 由水功率(流動功率)得 22)(1000 1000/vTvTyvTvTTvTTqBqActgKBqKAqHqPvTqP

4、vqP 機械損失幾乎與流量無關 MTPPPMP軸功率拋物線，功率劇變，前彎式，過原點上升拋物線，后彎式，過升直線，徑向式，過原點的上90), 0()0 , 0(9090222yyyBA（一）泵與風機的工作特性曲線（一）泵與風機的工作特性曲線 7-1流體機械特性曲線的定義與分類 3、曲線 ：陡降的型式：陡降的型式：具有2530%斜度。較大的揚程變化對應較小的流量變化。適于能頭變化大而流量變化小的情況，如循環水泵。平緩的型式：平緩的型式：具有812%斜度。較小的揚程變化對應較大的流量變化。適于流量變化大而要求能頭變化小的情況，如鍋爐給水泵。 駝峰的型式：駝峰的型式：其能頭先隨流量的增加而增加，到頂

5、點后，隨流量的增加而減小。頂點左邊的區域為不穩定工作區，易發生揣振。vqPHqv1000離心式泵與風機1）曲線4、工作特性曲線的討論vqH （一）泵與風機的工作特性曲線（一）泵與風機的工作特性曲線 7-1流體機械特性曲線的定義與分類 功率隨流量的增加而增加。在時，功率P有最小值。因而離心泵一般要關關閥閥啟動。2）曲線4、工作特性曲線的討論vqP 0vq效率隨流量的增加而增加，到最高效率點后，效率隨流量的增加而減小。在最高效率點兩側變化較平緩，高效區較寬。 3）曲線vq軸流式泵與風機 1）曲線vqH 隨流量的增加，揚程總的趨勢是下降，且下降較快。在時，出現拐點。此處性能為馬鞍型。拐點的左邊為不穩

6、定區。 vdvqq%)60%40(2）曲線vqP 隨流量的增加，功率的趨勢是下降。當時，功率N有最大值，一般為的二倍。因而軸流泵一般要開閥開閥啟動，以降低啟動功率。 3）曲線vq在最高效率點兩側變化較陡，高效區較窄。 （二）水輪機的工作特性曲線（二）水輪機的工作特性曲線 7-1流體機械特性曲線的定義與分類 為常數 水輪機的輸出功率為0時，有空載流量，用來克服阻力維持額定轉速最優流量（最高效率對應的流量）點是功率曲線與過原點的直線的切點處nH、功率的極大值稱為極限功率。在右邊，流量增加，功率反而減小，調速器不能正常工作，所以，為了安全，水輪機的實際最大功率npPP95. 0maxHqPv1000

7、maxmaxmax)(1000tgkqPHv7-1流體機械特性曲線的定義與分類 （三）水輪機的轉速特性曲線（三）水輪機的轉速特性曲線飛逸轉速：甩負荷后（零負荷力矩）調速器不能關閉導葉，用來校核轉動部件的強度而的隨，低而不變的隨，中而的隨，高nqnnqnnqnvsvsvs 7-1流體機械特性曲線的定義與分類 （四）不同比轉速機器工作特性曲線的比較（四）不同比轉速機器工作特性曲線的比較 低比轉速的高效區寬轉漿式比定漿式高效區寬，轉漿式不存在受調節性能限制的最大功率。循泵，馬鞍型（陡降）時，軸流泵，急降型時，混流泵給水泵，緩降型時，離心泵曲線： 20)8 . 15 . 1 (0)3 . 11 . 1

8、 (0dvdvdvvHHqHHqHHqqH開閥啟動軸流泵，下降型混流泵，平緩型關閥啟動離心泵，上升型曲線：vqP 常要轉漿式軸流式，高效區窄混流式，離心式，高效區寬曲線：vq 7-1流體機械特性曲線的定義與分類 變速二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線 取二個參數為自變量 （一）工作機的綜合特性曲線7-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線變角（一）工作機的綜合特性曲線7-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線變角（一）工作機的綜合特性曲線7-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線1、運轉特性曲線以水頭為縱坐標、功率為橫

9、坐標（或以水頭為縱坐標、流量為橫坐標） （二）原動機（水輪機）的綜合特性曲線HPHvq7-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線2、綜合特性曲線 （二）原動機（水輪機）的綜合特性曲線水輪機的模型試驗 在保持H常數，改變n、Q的情況下進行。這是因為在模型試驗臺上，改變水頭來進行試驗將使試驗裝置過分復雜，甚至不可能實現；在H常數下，改變n，與在n常數下，改變H，完全可以造成相似的工況，這是由相似準則所決定的。7-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線2、綜合特性曲線 （二）原動機（水輪機）的綜合特性曲線水輪機的模型試驗 保持選定的開度不變，按每隔

10、一定重量（如981N或1962N)加一次負機并相應地調整制動器的束緊程度使測功臂處于平衡位置，轉速均衡，得到穩定工況測量穩定工況下的水頭H：轉速n、制動力P及堰頂水頭h，并按h在Q=f(h)曲線上查得Q 水輪機模型能量試驗主要是測定水輪機的效率QHMnQHM307-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線2、綜合特性曲線 （二）原動機（水輪機）的綜合特性曲線水輪機的模型試驗 7-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線2、綜合特性曲線 （二）原動機（水輪機）的綜合特性曲線1)混流式及定槳式水輪機主綜合特性曲線的繪制a)等開度線b)等效率線 7-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線2、綜合特性曲線 （二）原動機（水輪機）的綜合特性曲線功率限制線的輔助曲線1)混流式及定漿式水輪機主綜合特性曲線12/3212/3211QHDQHHDPP7-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線2、綜合特性曲線 （二）原動機（水輪機）的綜合特性曲線不同葉片轉角的定漿式綜合特性曲線2)轉槳式水輪機主綜合特性曲線的繪制7-1流體機械特性曲線的定義與分類 二、綜合特性曲線二、綜合特性曲線2、綜合特性曲線 （二）