離心泵的性能參數(shù)與特性曲線

1、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線泵的性能及相互之間的關(guān)系是選泵和進行流量調(diào)節(jié)的 依據(jù)。離心泵的主要性能參數(shù)有流量、壓頭、效率、軸功率等。它們之間的關(guān)系常用特性曲線來表示。特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下，用20C清水在常壓下實驗測得的。（一）離心泵的性能參數(shù)1、流量離心泵的流量是指單位時間內(nèi)排到管路系統(tǒng)的液體體積，一般用 Q表示，常用單位為l/s、m3/s或m3/h等。離心泵的流量與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)。2、壓頭（揚程）離心泵的壓頭是指離心泵對單位重量（1N）液體所提供的有效能量，一般用 H表示，單 位為J/N或壓頭的影響因素在前節(jié)已作過介紹。3、效率離心泵在實際運轉(zhuǎn)中，由于存在各種能量損失，致使泵的實際

2、（有效）壓頭和流量均低 于理論值，而輸入泵的功率比理論值為高。反映能量損失大小的參數(shù)稱為效率。離心泵的能量損失包括以下三項，即（1）容積損失即泄漏造成的損失，無容積損失時泵的功率與有容積損失時泵的功率之比 稱為容積效率 n v。閉式葉輪的容積效率值在 0.850.95。（2）水力損失 由于液體流經(jīng)葉片、蝸殼的沿程阻力，流道面積和方向變化的局部阻力，以及葉輪通道中的環(huán)流和旋渦等因素造成的能量損失。這種損失可用水力效率 n h來反映。額定流量下，液體的流動方向恰與葉片的入口角相一致，這時損失最小，水力效率最高，其值在0.80.9的范圍。（3）機械效率由于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪表面與液體之間摩擦， 泵軸在軸

3、承、軸封等處的機械 摩擦造成的能量損失。機械損失可用機械效率 n m來反映，其值在0.960.99之間。 離心泵的總效率由上述三部分構(gòu)成，即n =n vn hn m（2-14） 離心泵的效率與泵的類型、尺寸、加工精度、液體流量和性質(zhì)等因素有關(guān)。通常，小泵 效率為5070%,而大型泵可達 90%。4、軸功率N由電機輸入泵軸的功率稱為泵的軸功率，單位為W或kW離心泵的有效功率是指液體在單位時間內(nèi)從葉輪獲得的能量，則有Ne = HgQp式中Ne- 離心泵的有效功率， q 離心泵的實際流量,H- 離心泵的有效壓頭,W m3/s； m(2-15)由于泵內(nèi)存在上述的三項能量損失，軸功率必大于有效功率，即(

4、2-16)式中N- 軸功率，kW（二）離心泵的特性曲線離心泵壓頭H軸功率N及效率n均隨流量Q而變，它們之間的關(guān)系可用泵的特性曲線 或離心泵工作性能曲線表示。在離心泵出廠前由泵的制造廠測定出HQ NQ n -Q 等曲線，列入產(chǎn)品樣本或說明書中，供使用部門選泵和操作時參考。各種型號的離心泵 都有其本身獨有的特性曲線，且不受管路特性的影響。但它們都具有一些共同的規(guī)律： 一 Q禺2-H 冑盃羸特也詢就（1） 離心泵的壓頭一般隨流量加大而下降（在流量極小時可能有例外），這一點和離心 泵的基本方程式相吻合。（2）離心泵的軸功率在流量為零時為最小，隨流量的增大而上升。故在啟動離心泵時， 應關(guān)閉泵出口閥門，以

5、減小啟動電流，保護電機。停泵時先關(guān)閉出口閥門主要是為了防 止高壓液體倒流損壞葉輪。（3） 額定流量下泵的效率最高。該最高效率點稱為泵的設計點，對應的值稱為最佳工況參數(shù)。離心泵銘牌上標出的性能參數(shù)即是最高效率點對應的參數(shù)。離心泵一般不大可 能恰好在設計點運行，但應盡可能在高效區(qū)（在最高效率的92%范圍內(nèi)，如圖中波折號所示的區(qū)域）工作。（三）影響離心泵性能的因素分析和性能換算影響離心泵的性能的因素很多，其中包括液體性質(zhì)（密度 p和粘度口等）、泵的結(jié)構(gòu) 尺寸（如D2和卩2）、泵的轉(zhuǎn)速n等。當這些參數(shù)任一個發(fā)生變化時，都會改變泵的性 能，此時需要對泵的 生產(chǎn)廠家提供的性能參數(shù)或特性曲線進行換算。1.液

6、體物性的影響（1）密度的影響離心泵的流量、壓頭均與液體密度無關(guān)，效率也不隨液體密度而改變，因而當被輸送液 體密度發(fā)生變化時，H-Q與n-Q曲線基本不變，但泵的軸功率與液體密度成正比。 此時, N-Q曲線不再適用，N需要用式2-16重新計算。（2）粘度的影響當被輸送液體的粘度大于常溫水的粘度時，泵內(nèi)液體的能量損失增大，導致泵的流量、 壓頭減小，效率下降，但軸功率增加，泵的特性曲線均發(fā)生變化。當液體運動粘度Y大于20cSt （厘沲）時，離心泵的性能需按下式進行修正，即' 廠（2-17）式中 cQ cH、cn 分別為離心泵的流量、壓頭和效率的校正系數(shù)，其值 從圖2-13、2-14查得；Q H

7、、n 分別為離心泵輸送清水時的流量，壓頭和效率；Q、H'、n '分別為離心泵輸送高粘度液體時的流量，壓頭和效率。粘度系數(shù)換算圖是在單級離心泵上進行多次試驗的平均值繪制出來的， 用于多級離心泵 時，應采用每一級的壓頭。兩圖均適用于牛頓型流體，且只能在刻度范圍內(nèi)使用，不得外推。圖2-13中的QS表示輸送清水時的額定流量，單位為m3/min。粘度系數(shù)換算圖的使用方法見例 2-3 。10()70601008()605()4()30CSMJ屮池)0.4 0.6 0.8 12 I 468 1020102.842(>603i189 5 tl10()QmJ min圖2-12大流：M心泵的

8、粘度換算系數(shù)(M91 l>J<i fl J>N lkl d, | l *l, |H 0. J5 真酮 H j)3H ji7 tl,n n + n iL )6 嘰汕 H, 111 ft, inn B.1-51Q. hik mm® 2T3小St量H心豪的粘度換算系敷2 離心泵轉(zhuǎn)速的影響由離心泵的基本方程式可知，當泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時，泵的流量、壓頭隨之發(fā)生變化， 并引起泵的效率和功率的相應改變。當液體的粘度不大，效率變化不明顯，不同轉(zhuǎn)速下 泵的流量、壓頭和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系可近似表達成如下各式，即(2-18)式中Q1 H1、 N1Q2 H2 N2轉(zhuǎn)速為n1時泵的性能;轉(zhuǎn)速為n2時泵的性能;式2-18稱為離心泵的比例定律。其適用條件是離心泵的轉(zhuǎn)速變化不大于土20%3 離心泵葉輪直徑的影響當離心泵的轉(zhuǎn)速一定時，泵的基本方程式表明，其流量、壓頭與葉輪直徑有關(guān)。對于同 一型號的泵，可換用直徑較小的葉輪（除葉輪出口其寬度稍有變化外，其它尺寸不變