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离心水泵特性的曲线专业分析

时间:2016-11-15 09:43 来源:三昌泵业 点击:

      、离心泵的特性曲线

        压头(扬程)、流量、功率和效率是离心泵的主要性能参数。这些参数之间的关系,可通过实验测定。离心泵生产部门将其产品的基本性能参数用曲线表示出来,这些曲线称为离心泵的特性曲线(characteristic curves)。以供使用部门选泵和操作时参考。 特性曲线是在固定的转速下测出的,只适用于该转速,故特性曲线图上都注明转速n的数值,下图CDL42-70-2在n=2900r/min时特性曲线。图上绘有四种曲线(还有条气蚀曲线)
CDL42-70-2在n=2900r/min时特性曲线

        1、H-Q曲线(流量扬程曲线)

        H-Q曲线表示泵的流量Q和压头H的关系。离心泵的压头在较大流量范围内是随流量增大而减小的。不同型号的离心泵,H-Q曲线的形状有所不同。如有的曲线较平坦,适用于压头变化不大而流量变化较大的场合;有的曲线比较陡峭,适用于压头变化范围大而不允许流量变化太大的场合。

        2、N-Q曲线(流量功率曲线)

        N-Q曲线表示泵的流量Q和轴功率N的关系,N随Q的增大而增大。显然,当Q=0时,泵轴消耗的功率小。因此,启动离心泵时,为了减小启动功率,应将出口阀关闭。

        3、η-Q曲线(流量效率)

        η-Q曲线表示泵的流量Q和效率η的关系。开始η随Q的增大而增大,达到大值后,又随Q的增大而下降。该曲线大值相当于效率高点。泵在该点所对应的压头和流量下操作,其效率高。所以该点为离心泵的设计点。 选泵时,总是希望泵在高效率工作,因为在此条件下操作为经济合理。但实际上泵往往不可能正好在该条件下运转,因此,般只能规定个工作范围,称为泵的高效率区,如图下绿色区域所示。高效率区的效率应不低于高效率的92%左右。泵在铭牌上所标明的都是高效率下的流量,压头和功率。离心泵产品目录和说明书上还常常注明高效率区的流量、压头和功率的范围等。 
流量效率曲线

      二、离心泵的转数对特性曲线的影响

        离心泵的特性曲线是在定转速下测定的。当转速由n1改变为n2时,其流量、压头及功率的近似关系为 
流量、压头及功率的近似关系图
        式(2-6)称为比例定律,当转速变化小于20%时,可认为效率不变,用上式进行计算误差不大。
        下图为CDL42-70-2在2800,2700,2500,2200等的变速曲线
CDL42-70-2在2800,2700,2500,2200等的变速曲线

      三、叶轮直径对特性曲线的影响

        当叶轮直径变化不大,转速不变时,叶轮直径、流量、压头及功率之间的近似关系为
叶轮直径、流量、压头及功率之间的近似关系
        式(2-7)称为切割定律般公式, 每个公司都有自己的切割统计公司,如有时, 厂把多个切割曲线同效率连成条线,构成等效线, 并写上效率值, 方便查图使。
多个切割曲线同效率连成条线,构成等效线图

      四、液体物理性质的影响

        泵生产部门所提供的特性曲线是用清水作实验求得的。当所输送的液体性质与水相差较大时,要考虑粘度及密度对特性曲线的影响。 

        1、粘度的影响

        所输送的液体粘度愈大,泵体内能量损失愈多。结果泵的压头、流量都要减小,效率下降,而轴功率则要增大,所以特性曲线改变。 

        2、密度的影响

        离心泵的压头(扬程)与密度无关,这可以从概念上加以说明。液体在定转速下,所受的离心力与液体的密度成正比。但液体由于离心力的作用而取得的压头,相当于由离心力除以叶轮出口截面积所形成的压力,再除以液体密度和重力加速度的乘积。这样密度对压头的影响就消除了。但是,泵的轴功率随液体密度而改变。因此,当被输送液体的密度与水不同时,不能使用该泵所提供的N-Q曲线,而应按公式重新计算。 
        如下图, 当清水选型点是(700,88), 叶轮需要切割到533mm,(下图的粗蓝色线为清水时的流量扬程线)
        当介质黏度是220厘斯(cSt)时, 流量扬程曲线变成下图的虚线, 同时效率曲线会降低(下图绿色虚线为黏度介质的效率曲线)
流量扬程曲线图

        3、溶质的影响

        如果输送的液体是水溶液,浓度的改变必然影响液体的粘度和密度。浓度越高,与清水差别越大。浓度对离心泵特性曲线的影响,同样反映在粘度和密度上。如果输送液体中含有悬浮物等固体物质,则泵特性曲线除受浓度的影响外,还受到固体物质的种类,以及粒度分布的影响。
浓度对离心泵特性曲线的影响
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