論建筑給水系統(tǒng)中水泵并聯(lián)運行時流量折減

劉長安

摘 要：近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進步，建筑行業(yè)也處在發(fā)展的浪潮之中。在建筑施工過程中，需要安裝很多的基礎(chǔ)設(shè)施，例如電氣電梯等，這些設(shè)施的安裝能夠滿足人們的基本需求，進而使得施工工程在收獲經(jīng)濟效益的同時還能增加社會效益，同時也是必然需要安裝的項目，這是建筑物內(nèi)應(yīng)該具有的基本功能。其中，給水系統(tǒng)的安裝也是一項必然的要求，有利于人們生活用水的需要。而在給水系統(tǒng)中水泵并聯(lián)運行時是否會影響水的流量就值得我們進行分析，同時也能對于是否需要考慮折減系數(shù)問題做一個系統(tǒng)的探討。

關(guān)鍵詞：水泵并聯(lián)；流量折減；給水系統(tǒng)

在人們的日常生活和工作中，給水系統(tǒng)的運行關(guān)乎著人們的基本用水問題，而水量的大小對于水資源的利用和人們正常用水有一定的影響，尤其是在水泵并聯(lián)運行時流量折減因素的考慮值得有關(guān)人員進行深入的探究，這對于安全合理供水具有很大的意義。在本文中，主要運用的是圖解法進行相關(guān)的分析。通過對單臺水泵和并聯(lián)水泵運行時的工況點的比較，得出水泵并聯(lián)運行時的流量影響因素，進而能夠知道水流量折減的臨界點。另外，還通過不同水泵與管道的組合運行狀態(tài)下的水流量折減情況進行分析，探究給水系統(tǒng)運行時是否需要考慮流量折減，從而得出相應(yīng)的結(jié)論，有助于在供水環(huán)節(jié)能夠更加安全和節(jié)約。

1 圖解法進行比較

1.1 單臺水泵運行時工況點的確定

要對不同的方案進行對比，首先就應(yīng)該確定單臺水泵運行時的工況點，這就需要通過公式的計算以及根據(jù)水泵特征曲線進行確定，水泵特征曲線可以根據(jù)樣本直接得到，是一條向下彎曲的拋物線，其公式如下。由此也可以得出管道系統(tǒng)特征曲線方程式。這個方程式表達的則是一條向上彎曲的拋物線，與前者相反。水泵特征曲線與管道系統(tǒng)特征曲線相交處為S點，這就是單臺水泵運行時的工況點，水泵流量為Q1.水泵靜揚程為H1，如圖1所示。

1.2 同型號、管路布置相同的兩臺水泵并聯(lián)運行時工況點的確定

單臺水泵運行時的工況點確定后，接下來就開始探究水泵并聯(lián)狀態(tài)下的工況點。首先選擇的是同型號以及管路布置相同的兩臺水泵進行實驗。根據(jù)上面的水泵特征曲線，可以通過流量疊加的方法得到水泵并聯(lián)時的曲線，由此也能得出基本的管道系統(tǒng)特性曲線方程式。而水泵并聯(lián)特性曲線和管道系統(tǒng)特性曲線的交點M，即為水泵并聯(lián)狀態(tài)下的工況點。橫坐標和縱坐標分別對應(yīng)的是水泵并聯(lián)時的總流量和并聯(lián)水泵的揚程。過M做橫軸平行線能夠與管道系統(tǒng)特征曲線相交于N點，這就是兩臺水泵并聯(lián)運行時單泵的工況點，流量記為Q1.2，揚程為H1.2。這就可以制作出圖2。

根據(jù)圖2能夠得出Q1.2

2 水泵并聯(lián)運行的特殊情況

當然，兩臺水泵并聯(lián)運行時也會有特殊情況，那就是它們各自的壓水管路在互不影響共同運行的時候。這通常被人們認為是一種特殊狀況。（如圖3）而對于這一特殊情況就更有必要進行深入探究。在這種特殊狀況發(fā)生時，與以前得出的結(jié)論不一致，因為這時并聯(lián)運行狀態(tài)下的出水量是單臺水泵運行出水量的2倍，產(chǎn)生這種截然不同現(xiàn)象的原因就在于之前忽略了管路系統(tǒng)特性曲線是不變的。

當水泵數(shù)量增加，要根據(jù)各臺水泵流量之和重新選擇合適的管徑，以確保水流流速在經(jīng)濟流速范圍之內(nèi)。在管材確定的情況下，管徑直接決定SOG值。

3 臨界條件分析

圖2與圖3所示的兩種運行情況中，區(qū)別在于系統(tǒng)壓水管路，即管道系統(tǒng)特性曲線。當圖3中兩條壓水管路無限靠近直至匯合成一根管道，同時放大管徑，保證其管道系統(tǒng)特性曲線方程式為H=HST+0.28SAOGQ1.85，這時便達到了兩臺同型號水泵并聯(lián)運行時并聯(lián)出水量等于一臺泵單獨運行時水泵出水量2倍的情況。由上述分析可知，單臺水泵運行時，管道系統(tǒng)特性曲線方程式記為H=HST+S1Q1.85，系統(tǒng)出流量為Q1；當兩臺同型號水泵并聯(lián)運行時，管道系統(tǒng)特性曲線方程式記為H=HST+S2Q1.85，系統(tǒng)出流量為Q2。Q2=2Q1時需滿足條件：S2/S1=（1/2）1.85=0.28。

當S2/S1>0.28時，Q2<2Q1；

當S2/S1=0.28時，Q2=2Q1；

當S2/S1<0.28時，Q2>2Q1。

同理：當三臺同型號水泵并聯(lián)運行時，管道系統(tǒng)特性曲線方程式記為H=HST+S3Q1.85，系統(tǒng)出流量為Q3。Q3=3Q1時需滿足條件：S3/S1=（1/3）1.85=0.13。

當S3/S1>0.13時，Q3<3Q1；

當S2/S1=0.13時，Q3=3Q1；

當S2/S1<0.13時，Q3>3Q1。

當更多臺同型號水泵并聯(lián)運行時，類似的結(jié)論也是成立的。

4 不同管徑型號對于流量折減的影響

上述情況為管徑相同情況下對于流量的比較，而不同管徑型號對于水泵并聯(lián)流運行時的流量折減也值得深入探究。實際工程中采用變頻機組供水時，在頂層要求服務(wù)水頭確定的情況下，仍可近似為向屋頂水箱供水的情況。雖然已經(jīng)明確了流量直接疊加的臨界條件，但對于不同型號的變頻水泵機組，仍不能直觀地判斷是否需要考慮流量折減，更不能確定折減系數(shù)的具體數(shù)值，必須針對不同機組具體計算確定。當兩臺水泵并聯(lián)運行時，并聯(lián)后出水管一般比單臺泵出水管大一號。此時僅有兩種情況需考慮流量折減，即單臺水泵出水管徑與并聯(lián)后出水管徑為DN65和DN80、DN100和DN125時。當單臺水泵出水管徑與并聯(lián)后出水管徑為DN100和DN125時，S值比值為0.3310，與0.28接近，管路系統(tǒng)損失的增加對水泵流量的影響很小，因此流量折減也可不予考慮。

5 結(jié)束語

通過圖解法進行對比分析，能夠得出在選擇變頻機組時，水泵并聯(lián)運行時的流量折減情況大多時候可以不考慮，但是在特別情況下也要注意，尤其是在兩臺并聯(lián)水泵出水管徑DN80以及單臺水泵出水管徑DN65時需要進行考慮。這樣才能根據(jù)不同情況做合理安排，選擇正確的機組型號，保持建筑給水系統(tǒng)的正常運行，同時也有利于避免水資源的浪費，真正做到節(jié)約，能夠安全供水。滿足人們的生活和工作用水需求，這也是改善民生的一部分，有利于促進社會和諧發(fā)展，提高人們的幸福生活水平。

參考文獻

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