專利名稱：利用管路特性曲線測量泵特性曲線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種屬于測試技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體地說，是一種利用管路特性曲線測量泵特性曲線的方法。
背景技術(shù)：
從理論上獲得泵的特性曲線比較困難，因為它們的水力損失不能夠正確的估算。所以一般用實驗的方法來獲得實際特性曲線，試驗時將泵的轉(zhuǎn)速n保持不變，改變流量Q的大小，就得到相應(yīng)的壓頭H，把所得到的點用一根光滑的曲線連接起來，就得到了該轉(zhuǎn)速下的H-Q曲線，如果同時測定每一流量下所消耗的功率N，也可以做出N-Q曲線，以上兩條曲線做出后，根據(jù)η=QHN×100%,]]>就可以得到η-Q曲線。在試驗過程中壓頭H的測量最困難，因為泵的壓頭是指單位重量的流體通過泵后的能量增量，其值等于泵出口和入口間的能量差，要想得到壓頭H需要測量的物理量繁多，而且測量困難。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，齊學(xué)義在《用數(shù)值方法確定離心泵特性曲線》(《水泵技術(shù)》，1999年1月，P6-8)一文中提到，通過數(shù)值計算使用準(zhǔn)正交面法求解泵變工況流場的速度和壓力，來求得泵的理論特性曲線。該方法有一定的理論依據(jù)，計算結(jié)果與理論分析相吻合，還可以得到泵葉輪內(nèi)的速度分布情況，程序編制完成后可以應(yīng)用于各種型號尺寸的泵，通用性好。但是計算過程非常復(fù)雜，計算依據(jù)的公式是理論推導(dǎo)和分析的近似，不完全符合實際情況，同樣由于水力損失沒有公式可以估算，所以此種方法只可以得到壓頭流量(H-Q)特性曲線，不能得到功率、效率與流量的曲線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷，提供一種利用管路特性曲線測量泵特性曲線的方法，使其測量出一組Ki值，就可以繪制一組管路特性曲線，該組曲線可以連續(xù)重復(fù)使用，可利用率高。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明根據(jù)已經(jīng)測定好的一組管路特性曲線，只需測量泵在每個確定管路情況下的流量值Q，就可以從管路的特性曲線上讀出泵的壓頭H值，將測得的流量Q和讀出的壓頭H進行插值擬和處理得到泵的壓頭與流量(H-Q)曲線，在每種管路情況下同時測量泵的功率N，就可以得到功率與流量(N-Q)曲線以及效率與流量(η-Q)曲線，其中效率η=QHN×100%,]]>得到泵的三組特性曲線。
本發(fā)明具體步驟如下(1)根據(jù)已知特性曲線(H-Q)的泵來測定管路的特性曲線，保證管路系統(tǒng)中的靜壓力為0，通過調(diào)節(jié)閥門改變與泵連接的管路情況，同時改變管路中的流量，對應(yīng)泵的特性曲線(H-Q)找到泵提供的壓頭Hi，根據(jù)管路特性曲線方程Hc＝KQ2計算出每種管路下的管路特性數(shù)Ki，得到一組管路的特性曲線Hci＝KiQi2(＝1，2…n).
(2)把未知特性曲線的泵放入該管路系統(tǒng)中，再次調(diào)節(jié)閥門改變管路，測量流量Qi′，根據(jù)剛剛測得的管路特性曲線組就能得到泵要滿足流量Qi′所提供的壓頭Hi′，以Q為橫坐標(biāo)H為縱坐標(biāo)，將流量Qi′和壓頭Hi′進行插值擬和處理得到一條泵的壓頭與流量(H-Q)曲線；(3)在每個管路情況下同時測量泵的功率Ni′，得到功率與流量(N-Q)以及效率與流量(η-Q)曲線，其中效率η=QHN×100%,]]>得到轉(zhuǎn)速n下泵的特性曲線。
所述的步驟(1)，是指通過調(diào)節(jié)閥門改變管路情況，要求此閥門是帶刻度的，調(diào)節(jié)閥門從閉合到全部開啟之間的i個值，閥門上的刻度清楚準(zhǔn)確的顯示閥門開啟的大小，對應(yīng)每一個閥門上的刻度值就是一種管路情況，記錄下閥門刻度ai的值，以便以后每次測量時閥門開啟的程度即管路情況都和本次一樣，這組管路特性曲線中每條曲線都是對應(yīng)于一定的閥門開啟值ai。
所述的步驟(2)，是指把未知特性曲線的泵放入該管路系統(tǒng)中時，由于要利用管路特性曲線，所以要求每次測量時管路的阻力系數(shù)一樣，即要求未知特性曲線泵的進、出口管的直徑與已知特性曲線泵的進、出口管的直徑分別對應(yīng)相等。
所述的步驟(2)，是指根據(jù)已經(jīng)得到的對應(yīng)閥門刻度ai的管路特性曲線組，得到相應(yīng)的泵提供的壓頭Hi′。
本發(fā)明只要測量出了一組Ki值，就可以繪制一組管路特性曲線，該組曲線可以連續(xù)重復(fù)使用，可利用率高。對于具有吸入和排出管直徑分別對應(yīng)相等的任何泵，都可以用本方法測量特性曲線，這種通過只測量流量來得到泵的壓頭與流量(H-Q)特性曲線的方法，方便快捷，節(jié)省了人力物力和精力，克服了原來測量多個物理量誤差增大的缺點，簡化了測量設(shè)備，同時從理論上分析也提高了測量的精度。
具體實施例方式
結(jié)合本發(fā)明的內(nèi)容提供以下實施例泵的入、出水管徑相同時，其在管路系統(tǒng)中所產(chǎn)生的壓頭 其中的Hg為吸水和排水之間的高度差，∑h為吸排管路中總的阻力損失，式(1)中前兩項對每一個系統(tǒng)來說，在同樣條件下具有一定的數(shù)值，而管路阻力與流量的平方成正比，所以式(1)可表示成H＝Hp+KQ2(2)式中 ——管路系統(tǒng)中的靜壓頭；K——水泵裝置的管路特性數(shù)，對尺寸已定的管路系統(tǒng)來說，其值為常數(shù)。式(2)就是泵系統(tǒng)中管路特性方程式。
當(dāng)系統(tǒng)平衡時，系統(tǒng)中所需要的總壓頭(Hc)應(yīng)該等于泵提供的壓頭(H)，即H＝Hc(3)所以管路特性曲線是一個拋物線
Hc＝Hp+KQ2(4)如果管路系統(tǒng)中的靜壓頭Hp＝0，那么管路特性曲線就簡化為了一條過原點的拋物線Hc＝KQ2(5)具體步驟如下1)測量管路的一組特性曲線放置已知壓頭與流量(H-Q)特性曲線的泵A在一個特定的管路系統(tǒng)中，閥門上的刻度可以準(zhǔn)確的顯示閥門開啟的大小，調(diào)節(jié)閥門刻度上的8個值，分別記為ai(i＝1，2…8)，同時記錄下對應(yīng)閥門刻度ai的流量值Qi(i＝1，2…8)，對應(yīng)泵的壓頭流量特性曲線(H-Q)找到滿足Qi(i＝1，2…8)泵需要提供的壓頭Hi(i＝1，2…8)，根據(jù)H＝Hc和Hc＝KQ2計算出a1~a8每種管路情況下的管路特性數(shù)Ki(i＝1，2…8)，就可以得到一組過原點的拋物線Hci＝KiQi2(i＝1，2…8)，這組曲線就是對應(yīng)于閥門開啟值ai的管路特性曲線。
2)把管路系統(tǒng)中的泵A換成特性曲線未知的泵B，兩個泵的吸入和排出管直徑要求分別對應(yīng)相等，再次調(diào)節(jié)閥門從閉合到全部開啟之間的與上次相同的8個值ai(i＝1，2…8)，記錄下對應(yīng)閥門刻度ai的流量值Qi′(i＝1，2…8)，利用剛才得到的一組管路特性曲線Hci＝KiQi2(i＝1，2…8)和H＝Hc就能得到要滿足流量值Qi′(i＝1，2…8)該泵所提供的壓頭Hi′(i＝1，2…8)。以Q為橫坐標(biāo)H為縱坐標(biāo)，將流量Qi′(i＝1，2…8)和壓頭Hi′(i＝1，2…8)進行插值擬和處理得到一條曲線，即為泵B的壓頭與流量(H-Q)曲線。
3)在每個管路ai(i＝1，2…8)情況下同時測量泵B的功率Ni′(i＝1，2…8)，就可以得到該泵功率與流量(N-Q)以及效率與流量(η-Q)曲線，其中效率η=QHN×100%.]]>從轉(zhuǎn)速表上讀出轉(zhuǎn)速n，這樣就得到了轉(zhuǎn)速n下泵B的三條特性曲線。
權(quán)利要求
1.一種利用管路特性曲線測量泵特性曲線的方法，其特征在于，根據(jù)已經(jīng)測定好的一組管路特性曲線，只需測量泵在每個確定管路情況下的流量值Q，就可以從管路的特性曲線上讀出泵的壓頭H值，將測得的流量Q和讀出的壓頭H進行插值擬和處理得到泵的壓頭與流量H-Q曲線，在每種管路情況下同時測量泵的功率N，就可以得到功率與流量N-Q曲線以及效率與流量η-Q曲線，其中效率η=QHN×100%,]]>得到泵的三組特性曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用管路特性曲線測量泵特性曲線的方法，其特征是，包括以下步驟(1)根據(jù)已知特性曲線H-Q的泵來測定管路的特性曲線，保證管路系統(tǒng)中的靜壓力為0，通過調(diào)節(jié)閥門改變與泵連接的管路情況，同時改變管路中的流量，對應(yīng)泵的特性曲線H-Q找到泵提供的壓頭Hi，根據(jù)管路特性曲線方程Hc＝KQ2計算出每種管路下的管路特性數(shù)Ki，得到一組管路的特性曲線Hci=KiQi2(i=1,2···n);]]>(2)把未知特性曲線的泵放入該管路系統(tǒng)中，再次調(diào)節(jié)閥門改變管路，測量流量Qi′，根據(jù)剛剛測得的管路特性曲線組就能得到泵要滿足流量Qi′所提供的壓頭Hi′，以Q為橫坐標(biāo)H為縱坐標(biāo)，將流量Qi′和壓頭Hi′進行插值擬和處理得到一條泵的壓頭與流量H-Q曲線；(3)在每個管路情況下同時測量泵的功率Ni′，得到功率與流量N-Q以及效率與流量η-Q曲線，其中效率η=QHN×100%,]]>得到轉(zhuǎn)速n下泵的特性曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用管路特性曲線測量泵特性曲線的方法，其特征是，所述的步驟(1)，是指通過調(diào)節(jié)閥門改變管路情況，要求此閥門是帶刻度的，調(diào)節(jié)閥門從閉合到全部開啟之間的i個值，閥門上的刻度清楚準(zhǔn)確的顯示閥門開啟的大小，對應(yīng)每一個閥門上的刻度值就是一種管路情況，記錄下閥門刻度ai的值，以便以后每次測量時閥門開啟的程度即管路情況都和本次一樣，這組管路特性曲線中每條曲線都是對應(yīng)于一定的閥門開啟值ai。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用管路特性曲線測量泵特性曲線的方法，其特征是，所述的步驟(2)，是指把未知特性曲線的泵放入該管路系統(tǒng)中時，要求未知特性曲線泵的進、出口管的直徑與已知特性曲線泵的進、出口管的直徑分別對應(yīng)相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用管路特性曲線測量泵特性曲線的方法，其特征是，所述的步驟(2)，是指根據(jù)已經(jīng)得到的對應(yīng)閥門刻度ai的管路特性曲線組，得到相應(yīng)的泵提供的壓頭Hi′。
全文摘要
一種利用管路特性曲線測量泵特性曲線的方法，屬于測試技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)已經(jīng)測定好的一組管路特性曲線，只需測量泵在每個確定管路情況下的流量值Q，就可以從管路的特性曲線上讀出泵的壓頭H值，將測得的流量Q和讀出的壓頭H進行插值擬和處理得到泵的壓頭與流量H－Q曲線，在每種管路情況下同時測量泵的功率N，就可以得到功率與流量N－Q曲線以及效率與流量η－Q曲線，其中效率η＝QH/N×100%，得到泵的三組特性曲線。本發(fā)明測量出一組K
文檔編號F04B51/00GK1730944SQ200510028470
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者陳乃錄, 王婧, 張偉民, 潘健生 申請人:上海交通大學(xué)