暖通工程師資料：循環(huán)水泵的擬合曲線及其應(yīng)用

　　熱水供熱系統(tǒng)是熱用戶(hù)、熱網(wǎng)和熱源及循環(huán)水泵所構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜的整體系統(tǒng)。為了使投運(yùn)的循環(huán)水泵能在高效區(qū)工作，而又使循環(huán)水量符合需要值，不致產(chǎn)生嚴(yán)重的水力和熱力失調(diào)現(xiàn)象，必須分析循環(huán)水泵(單臺(tái)或多臺(tái))在系統(tǒng)中運(yùn)行的工作狀況。從而尋求與系統(tǒng)相匹配的循環(huán)水泵，使其盡可能地“滿負(fù)荷、高效率”運(yùn)行。

　　采用作圖法和差值法來(lái)確定水泵的性能參數(shù)及工作點(diǎn)來(lái)選擇相匹配的水泵，準(zhǔn)確性差，而且比較麻煩;因此利用最小二乘法原理對(duì)采暖循環(huán)水泵的性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，再來(lái)討論循環(huán)水泵的工作狀況。

　　1 循環(huán)水泵曲線擬合

　　本文主要用最小二乘法以多項(xiàng)式進(jìn)行曲線擬合來(lái)求循環(huán)水泵性能曲線方程。其基本思想是：通過(guò)誤差分析建立誤差方程;在誤差值最小的條件下，導(dǎo)出相應(yīng)的正規(guī)方程組;通過(guò)求解正規(guī)方程組(線性代數(shù)方程組)，得到回歸系數(shù)(最小二乘估計(jì))，從而建立起曲線擬合的多項(xiàng)式。

　　2 應(yīng)用研究

　　前面介紹了數(shù)值法求解的水泵性能擬合曲線方程，知道了該方程便可以很方便的知曉水泵的運(yùn)行情況。如果再給定管路特性曲線方程，對(duì)它們聯(lián)立求解，求出工作點(diǎn)，得到工作點(diǎn)的流量和揚(yáng)程，從而可以與實(shí)際管路的總流量和總阻力進(jìn)行比較，來(lái)分析系統(tǒng)水力工況，得出水泵的匹配情況，確定水力失調(diào)的解決辦法。本節(jié)中將給出實(shí)例加以全面分析。

　　2.1系統(tǒng)概況

　　已知某供暖系統(tǒng)，建筑面積為9萬(wàn)m2。概算熱負(fù)荷為5.2MW，整個(gè)系統(tǒng)總供水溫度95℃，回水溫度70℃，網(wǎng)路散熱和漏損系數(shù)K取1.05，流量附加系數(shù)φ取1.2。其供暖半徑L為500m，比摩阻R取70Pa/m，局部阻力相對(duì)沿程損失的比例百分?jǐn)?shù)取a為0.3，熱源內(nèi)部阻力Hr取10X104Pa，用戶(hù)系統(tǒng)阻力Hy取1x104Pa，裕量系數(shù)K取1.15。

　　2.2系統(tǒng)工況分析

　　因此，對(duì)于一個(gè)水力失調(diào)嚴(yán)重的供暖系統(tǒng)，特別是末端用戶(hù)不熱，不能簡(jiǎn)單地采用增加水泵的方法來(lái)解決。因?yàn)閱闻_(tái)水泵的工作點(diǎn)已處于水泵性能曲線的平坦區(qū)，因而增加水泵后，總流量增加有限。如已有兩臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，其合成特性曲線就更加平坦，再增加一臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，總流量的增加量將會(huì)更小，甚至不增加。所以，解決供暖系統(tǒng)水力失調(diào)現(xiàn)象，首先應(yīng)考慮對(duì)管網(wǎng)通過(guò)熱用戶(hù)引入口閥門(mén)進(jìn)行調(diào)整，使系統(tǒng)流量得以合理分配。當(dāng)然，如果總流量不能滿足要求時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)作圖或計(jì)算的辦法，選擇與系統(tǒng)相匹配的單臺(tái)水泵或組合較為合理(使水泵的工作點(diǎn)在高效區(qū))的多臺(tái)水泵。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　(1)對(duì)于某一擴(kuò)建系統(tǒng)，隨著熱用戶(hù)逐年增加，原配水泵已偏小，通過(guò)水泵性能分析，采用多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行是可以的。但我們實(shí)際經(jīng)常遇到的是，單臺(tái)水泵運(yùn)行，其流量和揚(yáng)程已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)實(shí)際需要值。由于網(wǎng)路水力失調(diào)，總有一些用戶(hù)不熱，為彌補(bǔ)失調(diào)帶來(lái)的缺陷，采用多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行。此時(shí)系統(tǒng)的循環(huán)水量雖有所增加，但增值也很小，水泵的效率自然很低。

　　(2)由于網(wǎng)路水力失調(diào)嚴(yán)重，水泵經(jīng)并聯(lián)后，仍不能滿足末端用戶(hù)的需要，即使更換大功率大流量水泵也無(wú)濟(jì)于事。實(shí)際上，如果網(wǎng)絡(luò)水力失調(diào)嚴(yán)重，只要管路性能不變，流量增加后，仍然保持著等比的失調(diào)度。

　　(3)進(jìn)行水力工況分析是了解整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況的關(guān)鍵，而建立循環(huán)水泵性能曲線方程為水力工況分析帶來(lái)很大的方便。循環(huán)水泵性能曲線方程為計(jì)算機(jī)選擇循環(huán)水泵奠定了理論基礎(chǔ)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)量化管理的基礎(chǔ)。

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