離心泵的性能

離心泵的主要性能參數(shù)有流量、揚程、功率和效率。

１流量Q

，Ｌ/ｓ或m3/ｈ

泵的流量（又稱送液能力）是指單位時間內(nèi)泵所輸送的液體體積。

２揚程Ｈ，米液柱

泵的揚程（又稱泵的壓頭）是指單位重量液體流經(jīng)泵后所獲得的能量。

離心泵壓頭的大小取決于泵的結(jié)構(gòu)（如葉輪直徑的大小，葉片的彎曲情況等）、轉(zhuǎn)速及流量。離心泵的主要性能參數(shù)如右圖所示，在泵的進出口處分別安裝真空表和壓力表，在真空表與壓力表之間列柏努得方程式，即實驗：泵壓頭的測定真空計壓強表離心泵儲槽式中：pM—壓力表讀出壓力（表壓），N/m2；

pV—真空表讀出的真空度，N/m2；

u1、u2—吸入管、壓出管中液體的流速，m/s；

ΣHf—兩截面間的壓頭損失，m。兩截面之間管路很短，其壓頭損失∑Hf可忽略不計(2-2)簡化式（2-1）若以HM及HV分別表示壓力表真空表上的讀數(shù)，以米液柱（表壓）計。（2-1）例２-１某離心泵以20℃水進行性能實驗，測得體積流量為720m3/h，泵出口壓力表讀數(shù)為3.82kgf/cm2，吸入口真空表讀數(shù)為210mmHg，壓力表和真空表間垂直距離為410mm，吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為350mm及300mm。試求泵的壓頭。解：根據(jù)泵壓頭的計算公式，則有查得水在20℃時密度為ρ＝998kg/m3，則

HM=3.82×10.0=38.2mH2O

HV=0.210×13.6=2.86ｍH2O計算進出口的平均流速將已知數(shù)據(jù)代入，則

泵內(nèi)部損失主要有三種：容積損失水力損失機械損失3效率容積損失是由于泵的泄漏造成的。離心泵在運轉(zhuǎn)過程中，有一部分獲得能量的高壓液體，通過葉輪與泵殼之間的間隙流回吸入口。從泵排出的實際流量要比理論排出流量為低，其比值稱為容積效率η1。容積損失原因：水力損失是由于流體流過葉輪、泵殼時，由于流速大小和方向要改變，且發(fā)生沖擊，而產(chǎn)生的能量損失。泵的實際壓頭要比泵理論上所能提供的壓頭為低，其比值稱為水力效率η2。水力損失原因：機械損失是泵在運轉(zhuǎn)時，在軸承、軸封裝置等機械部件接觸處由于機械磨擦而消耗部分能量。泵的軸功率大于泵的理論功率（即理論壓頭與理論流量所對應(yīng)的功率）。理論功率與軸功率之比稱為機械效率η3。機械損失泵的有效功率Ne：流體所獲得的功率。

式中Ne—泵的有效功率，W；

Q—泵的流量，m3/s；

H—泵的壓頭，m；

—液體的密度，kg/m3；

g—重力加速度，m/s2。Ne＝QHg(2-4)已知g=9.81m/s2；1kW=1000W，則式（2-4）可用kW單位表示，即

(2-4a)4功率泵在運轉(zhuǎn)時可能發(fā)生超負(fù)荷，所配電動機的功率應(yīng)比泵的軸功率大。在機電產(chǎn)品樣本中所列出的泵的軸功率，除非特殊說明以外，均系指輸送清水時的數(shù)值。(2-5)軸功率指泵軸所獲得的功率。由于有容積損失、水力損失與機械損失，故泵的軸功率要大于液體實際得到的有效功率，即

注意：5軸功率N特性曲線（characteristiccurves）：在固定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的基本性能參數(shù)（流量、壓頭、功率和效率）之間的關(guān)系曲線。強調(diào)：特性曲線是在固定轉(zhuǎn)速下測出的，只適用于該轉(zhuǎn)速，故特性曲線圖上都注明轉(zhuǎn)速n的數(shù)值。圖上繪有三種曲線Ｈ－Q曲線Ｎ－Q曲線η－Q曲線6、離心泵的特性曲線0481216202428320204060801001201012141618202224260246801020304050607080IS80-50-120n=2900r/minNHηＱ,l/sm3/s離心泵的特性曲線

變化趨勢：離心泵的壓頭在較大流量范圍內(nèi)是隨流量增大而減小的。不同型號的離心泵，Ｈ－Q曲線的形狀有所不同。較平坦的曲線，適用于壓頭變化不大而流量變化較大的場合；較陡峭的曲線，適用于壓頭變化范圍大而不允許流量變化太大的場合。

Ｈ－Q曲線

變化趨勢：Ｎ－Q曲線表示泵的流量Q和軸功率Ｎ的關(guān)系，Ｎ隨Q的增大而增大。顯然，當(dāng)Q=0時，泵軸消耗的功率最小。啟動離心泵時，為了減小啟動功率，應(yīng)將出口閥關(guān)閉。

Ｎ－Q曲線

變化趨勢：開始η隨Q的增大而增大，達到最大值后，又隨Q的增大而下降。

η—Q曲線最大值相當(dāng)于效率最高點。泵在該點所對應(yīng)的壓頭和流量下操作，其效率最高，故該點為離心泵的設(shè)計點。η－Q曲線

泵在最高效率點條件下操作最為經(jīng)濟合理，但實際上泵往往不可能正好在該條件下運轉(zhuǎn)，一般只能規(guī)定一個工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)。高效率區(qū)的效率應(yīng)不低于最高效率的92%左右。強調(diào)：泵在銘牌上所標(biāo)明的都是最高效率點下的流量，壓頭和功率。離心泵產(chǎn)品目錄和說明書上還常常注明最高效率區(qū)的流量、壓頭和功率的范圍等。泵的高效率區(qū)上式稱為比例定律，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化小于20%時，可認(rèn)為效率不變，用上式進行計算誤差不大。當(dāng)轉(zhuǎn)速由n1改變?yōu)閚2時，其流量、壓頭及功率的近似關(guān)系為：

離心泵的轉(zhuǎn)數(shù)對特性曲線的影響

稱為切割定律。

當(dāng)葉輪直徑變化不大，轉(zhuǎn)速不變時，葉輪直徑、流量、壓頭及功率之間的近似關(guān)系為：葉輪直徑對特性曲線的影響

泵生產(chǎn)部門所提供的特性曲線是用清水作實驗求得的。當(dāng)所輸送的液體性質(zhì)與水相差較大時，要考慮粘度及密度對特性曲線的影響。

物理性質(zhì)對特性曲線的影響

所輸送的液體粘度愈大，泵體內(nèi)能量損失愈多。結(jié)果泵的壓頭、流量都要減小，效率下降，而軸功率則要增大，所以特性曲線改變。粘度的影響離心泵的壓頭與密度無關(guān)。（定性分析）