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1 .提升水泵的揚程 水泵從熱水池取水，提升到冷卻塔配水管出口（含噴嘴出口）所需要的壓力由以下幾部分組成：

（1 ）凈揚程（h 凈）：

水泵在熱水池吸水的水位標高至冷卻塔內(nèi)配水管中心線的標高，稱為水泵需要的凈揚程，用h 凈（或h 凈）表示。例如，地面標高±0.00 計，水泵在熱水池中吸水水位標高為-2.2m ，冷卻塔內(nèi)配水管中心的標高為12.8m （槽式、池式配水標高以水面計），則水泵的凈揚程h 凈=12.8 -（-2.2 ）=15.0m 。

（2 ）管路中的沿程水頭損失（h λ ）：

從水泵吸水管至冷卻塔內(nèi)的配水管，水流在管道內(nèi)流動過程中因摩擦產(chǎn)生的能量損失，稱為沿程水頭損失（h λ ）。在相同管徑、 相同流量情況下，管道內(nèi)壁光潔度越好，水頭損失越小，故塑料管、玻璃鋼管、復(fù)合管的水頭損失小于鋼管、鑄鐵管（含球墨鑄鐵管）。

管內(nèi)的流速與管道直徑成反比，焊接變位機沿程水頭損失與流速平方成正比，故流量不變的情況下，管徑越小，流速越大，水頭損失就增大。若在較長的輸水系統(tǒng)中，沿程各段的管道直徑可能是變化的，則應(yīng)按管徑的不同分別計算沿程水頭損失（h λ ），相加得σh λ 。對于冷卻塔來說，沿程的流量是不變化的，因此管徑也是相同的，故不存在分段計算。沿程水頭損失可根據(jù)管徑、流速、管道長度、管道材料查“水力計算表”而得。

（3 ）局部水頭損失（h f ）

從水泵吸水管頭部起，管道系統(tǒng)中設(shè)有喇叭口、各種彎頭（管）、異徑管、閥門、止回閥、三通管等，水流流經(jīng)這些部門均會造成能量損失，稱為局部損失，計算式為h f =ξ（v 2／2g ）。因阻力系數(shù)ξ和流速v 不同，故各局部阻力h fi 是不相同的，把計算所得的各局部阻力損失相加，得系統(tǒng)中的總局部水頭損失σh f 。

綜上所述，水泵所需要的理論揚程為：

2 .選用水泵的揚程

式（8-1 ）是設(shè)計計算所得水泵需要的理論揚程，但考慮到各種原因，其中包括可能產(chǎn)生的計算誤差，運行過程中管內(nèi)壁粗糙度的增加、管道過水斷面的縮小等，均會增加能量的消耗而增加水頭損失，故設(shè)計單位在確定水泵揚程時，在理論揚程的基礎(chǔ)上再增加≥ 4m ，則設(shè)計單位確定的水泵揚程為：

而實際選用的水泵揚程比式（8-2 ）的要大，原因主要為以下兩方面：一是按式（8-2 ）的揚程要求不容易選到水泵，如選小一些揚程的水泵，則不安全，故選用的水泵揚程比式（8-2 ）的大；二是用戶單位在選用水泵時并不知道設(shè)計單位在理論揚程基礎(chǔ)上已加上≥ 4m ，因此在式（8-2 ）的基礎(chǔ)上又增加了約5m 左右的揚程。所以實際選用的水泵揚程比理論揚程一般都大于5m 以上，稱為水泵的富余水頭，或稱為富余壓力。

例如某400t／h 冷卻水的冷卻塔，計算結(jié)果的h 凈=13.5m ，σh λ =2.8m ，σh f =1.7m ，故水泵的理論揚程為h =13.5 +2.8 +1.7 =18m ；現(xiàn)若考慮確保安全，在理論揚程基礎(chǔ)上再增加5m 水頭，則水泵揚程為h =18m +5m =23m 。按原h(huán) =18m、q =400t／h ，可選用10sh -13a 水泵，主要參數(shù)為：

q =342～482m3／h ；h =22.2～17.4m

水泵軸功率n =25.8～28k w ；

電動機軸功率n =40k w ；

效率η=80 %， 83 %。

現(xiàn)要求水泵揚程h =23m ，則選用10sh -13 水泵，主要參數(shù)為： q =360～576m3／h ；h =27.0～19.0m

水泵軸功率n =33.1～36.4k w ；

電動機軸功率n =55k w ；

效率η=80.0 %～86.0 %。

查10sh -13 水泵特性曲線，當流量q =400m3／h 時，水泵的揚程（壓力）為26m ，因此水泵的實際富余水頭為8m 。電動機功率增加了15k w 。

按標準型（δt =5 ℃）400m3／h 低噪聲冷卻塔，配用的風(fēng)機直徑為3800m m ，轉(zhuǎn)速為n =165r／min，風(fēng)量g =185000m3／h，配用的電動機功率為n =715kw?，F(xiàn)按q =400m3／h ，水泵富余水頭8m 為例，能產(chǎn)生715k w 的軸功率使水輪機驅(qū)動風(fēng)機轉(zhuǎn)動，達到設(shè)計的風(fēng)量，則就可省去715k w 的電動機，達到節(jié)約能量的目的。

利用水泵富余水頭h 產(chǎn)生推動水輪機轉(zhuǎn)動的有效軸功率計算式為：

式中 γ——水的密度（kg／l 或kg／m 3 ），1m3 ·h2o =1000kg ；

q——水泵的流量（m3／s）；

h——水泵的富余揚程（m ）；

η——水輪機的效率，越高越好，現(xiàn)研制的推動冷卻塔風(fēng)機的效率可到88 %，一般為70 %～80 %左右。 如果式（8-3）中不除以102 ，則單位為（kg·m）／s ，故1k w =1.36 馬力，所以除以102 得功率的單位為k w 。因水的密度γ =1000kg／m3 ，則1000／102 =9.804 ，代入式（823 ）得：

現(xiàn)按上述：q =400m3／h ≈ 0.1111m3／s；h =8m ；水輪機效率η=85 %～88 %。代入式（8-4 ）中，得n效= 7.41～7.67k w ，而原配的驅(qū)動冷卻塔風(fēng)機的電動機功率n =7.5k w ，這說明利用水泵的富余水頭來推動水輪機驅(qū)動風(fēng)機轉(zhuǎn)動，達到設(shè)計要求的風(fēng)量和冷卻效果，是可能的和可行的，關(guān)鍵是要研制高效的、符合冷卻塔中推動風(fēng)機轉(zhuǎn)動達到設(shè)計轉(zhuǎn)速的水輪機。