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離心泵的特性曲線

發布時間:2020-07-21    

壓頭、流量、功率和效率是離心泵的主要性能參數。這些參數之間的關系,可通過實驗測定。離心泵生產部門將其產品的基本性能參數用曲線表示出來,這些曲線稱為離心泵的特性曲線(characteristic curves)。以供使用部門選泵和操作時參考。

特性曲線是在固定的轉速下測出的,只適用于該轉速,故特性曲線圖上都注明轉速n的數值,圖2-6為國產 4B20型離心泵在n=2900r/min時特性曲線。圖上繪有三種曲線,即

1.H-Q曲線

H-Q曲線表示泵的流量Q和壓頭H的關系。離心泵的壓頭在較大流量范圍內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。如有的曲線較平坦,適用于壓頭變化不大而流量變化較大的場合;有的曲線比較陡峭,適用于壓頭變化范圍大而不允許流量變化太大的場合。

2.N-Q曲線

N-Q曲線表示泵的流量Q和軸功率N的關系,N隨Q的增大而增大。顯然,當Q=0時,泵軸消耗的功率最小。因此,啟動離心泵時,為了減小啟動功率,應將出口閥關閉。

3.η-Q曲線

η-Q曲線表示泵的流量Q和效率η的關系。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。該曲線最大值相當于效率最高點。泵在該點所對應的壓頭和流量下操作,其效率最高。所以該點為離心泵的設計點。

選泵時,總是希望泵在最高效率工作,因為在此條件下操作最為經濟合理。但實際上泵往往不可能正好在該條件下運轉,因此,一般只能規定一個工作范圍,稱為泵的高效率區,如圖2-6波折線所示。高效率區的效率應不低于最高效率的92%左右。泵在銘牌上所標明的都是最高效率下的流量,壓頭和功率。離心泵產品目錄和說明書上還常常注明最高效率區的流量、壓頭和功率的范圍等。

二.離心泵的轉數對特性曲線的影響

離心泵的特性曲線是在一定轉速下測定的。當轉速由n1改變為n2時,其流量、壓頭及功率的近似關系為

     ,     ,                         (2-6)

式(2-6)稱為比例定律,當轉速變化小于20%時,可認為效率不變,用上式進行計算誤差不大。

三.葉輪直徑對特性曲線的影響

當葉輪直徑變化不大,轉速不變時,葉輪直徑、流量、壓頭及功率之間的近似關系為

          ,      ,                  (2-7)

式(2-7)稱為切割定律。

四.液體物理性質的影響

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

1.粘度的影響  所輸送的液體粘度愈大,泵體內能量損失愈多。結果泵的壓頭、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。

2.密度的影響  離心泵的壓頭與密度無關,這可以從概念上加以說明。液體在一定轉速下,所受的離心力與液體的密度成正比。但液體由于離心力的作用而取得的壓頭,相當于由離心力除以葉輪出口截面積所形成的壓力,再除以液體密度和重力加速度的乘積。這樣密度對壓頭的影響就消除了。但是,泵的軸功率隨液體密度而改變。因此,當被輸送液體的密度與水不同時,不能使用該泵所提供的N-Q曲線,而應按(2-4a)及(2-5)重新計算。

3.溶質的影響  如果輸送的液體是水溶液,濃度的改變必然影響液體的粘度和密度。濃度越高,與清水差別越大。濃度對離心泵特性曲線的影響,同樣反映在粘度和密度上。如果輸送液體中含有懸浮物等固體物質,則泵特性曲線除受濃度的影響外,還受到固體物質的種類,以及粒度分布的影響。

 



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