【正文】 器上的易熔放油塞還能及時(shí)地把流道熱油自動(dòng)排空，切斷轉(zhuǎn)矩的傳遞。當(dāng)主動(dòng)軸有周期性的震動(dòng)（如扭震等）時(shí)，不會(huì)傳到從動(dòng)軸上，具有良好的隔震效果。（2）可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的空載啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流。取水泵的靜揚(yáng)程為全揚(yáng)程的60％，根據(jù)液力耦合器的調(diào)速效率等于調(diào)速比，和液力耦合器的機(jī)械損失和容積損失等于額定傳動(dòng)功率的3％～4％（%），以及變頻器的效率為94％～97％計(jì)算，結(jié)果列于下表。與上面的風(fēng)機(jī)相比，同樣是50％流量，節(jié)電率卻相差一半。從計(jì)算結(jié)果知，此泵裝置因管路靜揚(yáng)程Hst很高，故當(dāng)流量減少到原流量的50%時(shí)，其轉(zhuǎn)速只降到原轉(zhuǎn)速的2469/2950 =%，而不是50%。試問其轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？（額定轉(zhuǎn)速為2950r/min）變速調(diào)節(jié)時(shí)管路性能曲線不變，而泵的運(yùn)行工況點(diǎn)必在管路性能曲線上，故M＇點(diǎn)可由QM’=190m3/h處向上作垂直線與管路性能曲線相交得出（見圖6），由圖可讀出M＇點(diǎn)的揚(yáng)程HM1=1670m?？梢?，當(dāng)把風(fēng)量調(diào)節(jié)到額定風(fēng)量的50％時(shí)，盡管在液力耦合器中要產(chǎn)生較大的損耗，但它較之節(jié)流調(diào)節(jié)來(lái)說(shuō)，所損耗的原動(dòng)機(jī)功率仍然要少得多，=，其節(jié)約的功率還是相當(dāng)可觀的，%。而通過液力耦合器調(diào)速時(shí)，風(fēng)機(jī)的性能曲線要發(fā)生變化，但管路性能曲線不變，故變速前后的運(yùn)行工況點(diǎn)均位于管路性能曲線上，而管路性能曲線上的各點(diǎn)又都是相似工況點(diǎn)，相互之間的參數(shù)關(guān)系遵守比例定律： 。 液力耦合器在風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速中的節(jié)能效果例4－1：下面通過一個(gè)具體的例子來(lái)說(shuō)明葉片式風(fēng)機(jī)水泵在采用液力耦合器調(diào)速，即使工作在低轉(zhuǎn)速比時(shí)，盡管其調(diào)速效率很低，但與節(jié)流調(diào)節(jié)相比，也還具有顯著的節(jié)能效果。 亦可用相應(yīng)的液力耦合器泵輪傳遞的功率（等于風(fēng)機(jī)或水泵最高轉(zhuǎn)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率）表示，由得： （2－11）通常，液力耦合器的 in = ～ ,代入式（2－100及式（2－11）得： ＝（～）PTn = (～) PBn (212) 以上通過理論分析，導(dǎo)出了液力耦合器的渦輪傳遞功率PT、泵輪傳遞功率PB、以及轉(zhuǎn)差功率損失的計(jì)算公式；證明了液力耦合器的最低轉(zhuǎn)差功率損失發(fā)生再轉(zhuǎn)速比i = 2/3處。當(dāng)風(fēng)機(jī)與水泵由液力耦合器驅(qū)動(dòng)調(diào)速工作時(shí)，風(fēng)機(jī)或水泵的輸入軸與液力耦合器的從動(dòng)軸相連接，故風(fēng)機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速等于液力耦合器渦輪的轉(zhuǎn)速，即n=nT ,而其軸功率P等于渦輪軸傳遞的功率，即P=PT 。當(dāng)液力耦合器工作時(shí)的轉(zhuǎn)速比越小，其調(diào)速效率也越低，這是液力耦合器的一個(gè)重要工作特性。轉(zhuǎn)矩系數(shù)λ的值主要是由液力耦合器工作腔的幾何尺寸及形狀、以及工作腔流道表面的粗糙度等因素所決定的。液力耦合器在工作時(shí)，～ 之內(nèi)，由于轉(zhuǎn)速比小，工作腔內(nèi)充油量少，工作油升溫很快，工作腔內(nèi)氣體量大，這時(shí)工作中常會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況。（2）轉(zhuǎn)速比i液力耦合器運(yùn)行時(shí)其渦輪轉(zhuǎn)速nT與泵輪轉(zhuǎn)速nB之比，稱為液力耦合器的轉(zhuǎn)速比i，即： i = nT / nB液力耦合器在正常工作時(shí)，其轉(zhuǎn)速比i必然小于1。（1）轉(zhuǎn)矩M當(dāng)忽略液力耦合器的軸承及鼓風(fēng)損失時(shí)，其輸入轉(zhuǎn)矩M1等于傳遞給泵輪的轉(zhuǎn)矩MB，即M1=MB。這樣就實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)軸功率的柔性傳遞。工作油對(duì)渦輪做功后，能量減少，流出渦輪后再流入泵輪的徑向進(jìn)口流道，在泵輪中重新獲得能量。泵輪與渦輪之間無(wú)固體的部件聯(lián)系，為相對(duì)布置，兩者的端面之間保持一定的間隙。 液力耦合器的工作原理和主要特性參數(shù) 液力耦合器的工作原理液力耦合器是一種以液體（多數(shù)為油）為工作介質(zhì)、利用液體動(dòng)能傳遞能量的一種葉片式傳動(dòng)機(jī)械。但是，它們都屬于低效調(diào)速方式，其調(diào)速效率等于調(diào)速比。 由于需要的循環(huán)水流量隨著機(jī)組負(fù)荷和季節(jié)氣溫的變化而變化，而隨著循環(huán)水流量的增加，節(jié)電率將減少。相應(yīng)的轉(zhuǎn)速則分別為：n1=10666/18800=85％n0；n2=14000/17600=％n0；n3=12000/16200=74％n0。注意：1. 表中最左邊一欄為水泵系統(tǒng)靜揚(yáng)程與全揚(yáng)程的百分比；2. 表中最上邊一欄為水泵系統(tǒng)的實(shí)際流量與額定流量的百分比。并要注意在計(jì)算節(jié)電率時(shí)使用的比較電功率應(yīng)為采用閥門調(diào)節(jié)時(shí)相同流量下水泵實(shí)際所消耗的電功率，而不應(yīng)當(dāng)是電動(dòng)機(jī)的額定電功率，因?yàn)椴捎瞄y門調(diào)節(jié)時(shí)，隨著流量的減小，電動(dòng)機(jī)的電流（電功率）也是有所減小的。當(dāng)然，當(dāng)最小揚(yáng)程要求低于最小流量要求時(shí)，可以流量要求為準(zhǔn)。所以變速前后的流量比不等于轉(zhuǎn)速比，也就是說(shuō)流量不再與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，而是流量比恒大于轉(zhuǎn)速比。 調(diào)速范圍的確定水泵系統(tǒng)由于泵徑與管徑不同（管徑一般要大于泵徑），且千差萬(wàn)別，所以閥門開度與流量的關(guān)系比較復(fù)雜，一般來(lái)說(shuō)沒有固定的關(guān)系可循?？梢娺@比靜揚(yáng)程為零時(shí)流量比為60%時(shí)，轉(zhuǎn)速比也為60%時(shí)要高多了。當(dāng)靜揚(yáng)程（靜壓）為正值時(shí)，流量比恒大于轉(zhuǎn)速比。2950=2481(r/min)上述兩式得出的結(jié)果略有不同是因作圖及讀數(shù)誤差引起的。n=190/227Q2=為了把相似拋物線作到圖17上，上式（H=）中H與Q的關(guān)系列表如下：Q(m3/h)0100200220240H(m)0460184022262650把列表中數(shù)值作到圖16上，此過M＇點(diǎn)的相似拋物線與額定轉(zhuǎn)速下HQ特性曲線相交于A點(diǎn)。現(xiàn)欲通過變速調(diào)節(jié)，使新運(yùn)行工況點(diǎn)M＇的流量減為190m3/h在多臺(tái)調(diào)速泵并列運(yùn)行時(shí)，所有的調(diào)速泵應(yīng)在同一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行；對(duì)于關(guān)死點(diǎn)揚(yáng)程不同的泵，則應(yīng)保證各泵的出口揚(yáng)程（壓力）基本一致，這時(shí)的轉(zhuǎn)速就不一樣了，要進(jìn)行折算，就不容易匹配了。在變、定速泵并列運(yùn)行時(shí)，供水工作壓力應(yīng)保證定速泵工作在高效區(qū)，以提高定速泵的效率。 變、定水泵并列運(yùn)行在實(shí)際工程中，考慮到投資的可能性和運(yùn)行工況的必要性，也常設(shè)計(jì)變、定水泵的并列運(yùn)行方式，但應(yīng)考慮以下方面的因素。新的工況點(diǎn)會(huì)發(fā)生劇烈變動(dòng)，工況點(diǎn)極不穩(wěn)定，雖然在控制程序中可以采用軟件濾波的方法改善不穩(wěn)定的情況，但變、定速水泵配置方案運(yùn)行匹配較為困難，且節(jié)能效果有限卻是肯定的，這也是和采用變頻節(jié)能控制的初衷相違背的。 對(duì)于定壓供水系統(tǒng)的高效離心水泵群如果采用“一變多定”配置的控制方案，則會(huì)引起一些問題。目前一般的供水系統(tǒng)，也都采用了多泵并列運(yùn)行，大小泵搭配，以及采用泵的臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)等經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也很好；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能改造，其節(jié)能潛力已不是很大了，對(duì)于這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)，不要過分夸大變頻調(diào)速的節(jié)能效果，否則將適得其反！ 高性能離心泵的變頻控制方案。所以，流量是供水系統(tǒng)的基本控制對(duì)象，但流量的檢測(cè)比較困難，費(fèi)用也較高。QA/（F1－Fmin），也很難說(shuō)與頻率是幾次方的關(guān)系。所以說(shuō)頻率與流量之間的關(guān)系為QA/（F1－Fmin）。水泵的輸出功率只隨流量的變化而變化。（見圖15）（1）F1為變頻器最高運(yùn)行頻率性能曲線。（5）在這種特例中，變頻泵極易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，易造成泵的損壞，解決的辦法是將再循環(huán)閥打開，使泵保持一定的最小流量，但這樣做會(huì)使泵的能耗增加。（3）F3為變頻和工頻泵并聯(lián)運(yùn)行的總的性能曲線，工作點(diǎn)C不與F3相交，只與F1相交，揚(yáng)程HC=HA1= HA2= HB2等于每臺(tái)泵的揚(yáng)程，工頻泵的流量QA2=QA1，總流量QC=QA2=QA1，QB2=0。（2）F3為變頻泵和工頻泵并聯(lián)運(yùn)行的總的性能曲線，工作點(diǎn)C，揚(yáng)程HC= HB2= HA2等于每臺(tái)泵的揚(yáng)程，每臺(tái)泵的流量QA2=QB2，總流量QC=QA2＋QB2=2 QA2。因此變頻泵的揚(yáng)程HB2，流量QB2，工頻泵揚(yáng)程HA2，流量QA2，以及總的揚(yáng)程HC= HB2= HA2，和總流量QC=QA2＋QB2都會(huì)隨著頻率F2的變化而變化。 變頻泵與工頻泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的特點(diǎn)（1）F2不僅僅是一條曲線，而是F1性能曲線下方偏左的一系列曲線族。（如鍋爐給水泵，必須大于汽包壓力才能進(jìn)水。若第三臺(tái)泵是采用起/停調(diào)節(jié)，起/停比為3/2的話，則反而費(fèi)電30%！所以在有三臺(tái)以上泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，只改一臺(tái)變頻泵是沒有什么意義的！. 靜揚(yáng)程（或靜壓）對(duì)調(diào)速范圍的影響。如圖11所示，當(dāng)靜揚(yáng)程約為額定揚(yáng)程的20%左右時(shí)，Qb約為額定流量的70%，Hb約為額定揚(yáng)程的60%，；此時(shí)變頻泵的最低轉(zhuǎn)速約為額定轉(zhuǎn)速的78%（頻率為39Hz）左右，而其中心調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速（50%流量）約為額定轉(zhuǎn)速的86%（頻率為43Hz）。從圖10可見，當(dāng)變速泵的轉(zhuǎn)速由額定轉(zhuǎn)速降低到該泵輸出流量為零的轉(zhuǎn)速時(shí)，定速泵的流量將由QN增大到QB，而揚(yáng)程將由HN減小到HB，這可能會(huì)導(dǎo)致定速泵產(chǎn)生過載或泵內(nèi)汽蝕。當(dāng)變速泵與定速泵以相同的額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí),Ⅰ和Ⅱ的并聯(lián)性能曲線(HQ)并為Ⅲ，并聯(lián)運(yùn)行工況點(diǎn)為M。水泵并聯(lián)運(yùn)行的基本規(guī)律是：并聯(lián)后的總流量應(yīng)等于并聯(lián)各泵流量之和；并聯(lián)后產(chǎn)生的揚(yáng)程與各泵產(chǎn)生的揚(yáng)程都相等（母管壓力）。這些泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)泵的出口壓力即為母管壓力，且一定大于每一臺(tái)泵單泵運(yùn)時(shí)的出口壓力（或揚(yáng)程）：（管道系統(tǒng)不變）HN=HA2=HB2=HC2……＞HAHBHC1……并聯(lián)運(yùn)行泵的總出口流量為每臺(tái)泵出口流量之和，且每臺(tái)泵的流量一定小于該泵單泵運(yùn)行時(shí)的流量：（管道系統(tǒng)不變）QN=QA2＋QB2＋QC2……＜QA1＋QB1＋QC1＋……若并聯(lián)運(yùn)行的泵的揚(yáng)程不同，而且流量也不同時(shí)，則在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)揚(yáng)程低的泵的供水流量會(huì)比單泵運(yùn)行時(shí)減小很多。若實(shí)際并聯(lián)管路性能曲線很陡時(shí)，則應(yīng)采取措施，如增大管徑、減少局部阻力等，使管路性能曲線變得平坦些，以獲得好的并聯(lián)效果。第二節(jié) 水泵的并聯(lián)運(yùn)行分析. 水泵并聯(lián)運(yùn)行的一般情況水泵并聯(lián)運(yùn)行的主要目的是增大所輸送的流量。而對(duì)于水泵，其管路阻力曲線的靜揚(yáng)程（或靜壓）不等于零時(shí)，即Hst≠0（或Pst≠0）時(shí)，轉(zhuǎn)速變化前后運(yùn)行工況點(diǎn)M與M＇不是相似工況點(diǎn)，故其流量、揚(yáng)程（或全壓）與轉(zhuǎn)速的關(guān)系不符合比例定律，不能直接用比例定律求得。因管路阻力曲線不隨轉(zhuǎn)速變化而變化，故當(dāng)轉(zhuǎn)速由n變至n/ 時(shí)，運(yùn)行工況點(diǎn)將由M點(diǎn)變至M/點(diǎn)。風(fēng)機(jī)水泵在滿足三個(gè)相似條件：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似的情況下遵循相似定律；對(duì)于同一臺(tái)風(fēng)機(jī)（或水泵），當(dāng)輸送的流體密度ρ不變僅轉(zhuǎn)速改變時(shí)，其性能參數(shù)的變化遵循比例定律：流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比；揚(yáng)程（壓力）與轉(zhuǎn)速的二次方成正比；軸功率則與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。這一點(diǎn)是與水泵的性能曲線不同的：對(duì)于水泵，一般通過出口閥門調(diào)節(jié)流量和壓力，當(dāng)出口閥門開大時(shí)，流量增大，而壓力卻減小；當(dāng)閥門關(guān)小時(shí)，流量減小，壓力則增大，見圖圖6所示。泵的允許吸上真空高度用【Hs】表示，單位為米（m）。因此，比轉(zhuǎn)速也是泵分類的一種準(zhǔn)則。電動(dòng)機(jī)容量選擇： 式中：“102”。水泵揚(yáng)程的計(jì)算式為：式中： Zpv2 與 Zpv1 分別為泵的出口截面2和進(jìn)口截面1的位置高度、壓力和速度值。泵的流量除用上述體積流量qv外，還可用質(zhì)量流量qm表示。葉片式泵又可以分為離心泵、軸流泵、混流泵和漩渦泵；容積式泵又可以分為往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵，往復(fù)泵可分為活塞泵、柱塞泵和隔膜泵，而回轉(zhuǎn)泵又可分為齒輪泵、螺桿泵、滑片泵和液環(huán)泵。風(fēng)機(jī)與水泵的作用是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其它能源的能量傳遞給流體，以實(shí)現(xiàn)流體的輸送。. 變頻泵與工頻泵的并聯(lián)運(yùn)行分析. 高性能離心泵群的變頻控制方案第三節(jié) 水泵變頻調(diào)速節(jié)能效果的計(jì)算方法 相似拋物線的求法 . 調(diào)速范圍的確定. 節(jié)能效果的計(jì)算第四節(jié) 水泵變頻調(diào)速和液力偶合器調(diào)速節(jié)能比較. 液力耦合器的工作原理和主要特性參數(shù). 液力耦合器在風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速中的節(jié)能效果. 風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速和液力耦合器調(diào)速對(duì)比計(jì)算. 液力耦合器調(diào)速和變頻調(diào)速的主要優(yōu)缺點(diǎn)比較. 結(jié) 論第一節(jié) 概 論 風(fēng)機(jī)與水泵是用于輸送流體（氣體和液體）的機(jī)械設(shè)備。 水泵的分類 水泵通常按工作原理及結(jié)構(gòu)形式的不同進(jìn)行分類，可以分為葉片式（又稱葉輪式或透平式）、容積式（又稱定排量式）和其他類型三大類。泵的流量是指單位時(shí)間內(nèi)從泵出口排出并進(jìn)入管路系統(tǒng)的液體體積。泵的揚(yáng)程H是指單位重量液體經(jīng)過泵后所獲得的機(jī)械能。 式中：Q水泵流量 （m3/s）； H水泵揚(yáng)程 (m, )； －傳動(dòng)裝置效率； －風(fēng)機(jī)效率； －電動(dòng)機(jī)效率。對(duì)于幾何相似的泵，不論其尺寸大小、轉(zhuǎn)速高低，其比轉(zhuǎn)速均是一定的。泵的允許吸上真空高度是指：為了防止泵內(nèi)氣蝕，泵運(yùn)行時(shí)在泵進(jìn)口附近的管路截面上所容許達(dá)到的最大真空高度值，該值也通常由泵制造廠規(guī)定，在不同的大氣壓力下及不同的液體溫度時(shí)需要進(jìn)行換算。水泵的靜揚(yáng)程（Hst）一般都不為零，圖6所示為靜