选泵中效率计算问题..doc

选泵中效率计算问题 ——选泵的节能技术 华东建筑设计研究院有限公司 马信国 摘要：本文阐述了离心水泵效率影响因素，在工程设计中，依照国家标准规定确定水泵效率，合理匹配电机功率，尽量使水泵运行在高效区内。通过案例说明选用高效优质产品重要性，建议在设备材料表中增加水泵节能效率值。 关键词：离心泵、效率标准、轴功率、节能评价值 前言 水泵是建筑给排水设计的常用设备，选用高效率水泵，节省日常运行耗电量，满足工程建设需要，是广大工程师追求的目标之一，也是节能技术的一个重要内容。但是如何确定水泵效率,是选泵中面临的一个难题。 离心泵轴功率与电机功率 离心泵在实际运转中由于存在容积损失（即泄漏损失）、水力损失（水流在水泵内的摩阻、冲击损失）和机械损失（转动的叶轮和泵轴同固定泵壳等轴承的摩擦损失），造成水泵的效率降低；离心泵的效率实质上是机械、容积和水力三种效率的乘积，它反映了水泵传递功率的有效程度，是离心泵的一个重要参数。 2.1离心泵轴功率计算公式 （1） 式中：N轴—水泵轴功率（KW） Q—水泵输送流量（L/s） H—水泵输送扬程（m） η—水泵输送效率（%） 该式表明，当流量、扬程一定时，水泵的轴功率与水泵的效率成反比。水泵效率高，其轴功率低，反之，轴功率则高。 2.2配用的电机功率 （2） 式中：N机—电机功率（KW） K—备用系数 N轴—水泵轴功率（KW） 备用系数也称富裕系数，它考虑了电机的机械效率等因素，其值随轴功率而异，一般可参考下列数值。见表1。 每台水泵配用电机额定功率也可参见ISO5199《离心泵驱动机功率匹配技术标准》中安全余量，详见表2. 离心泵的特性曲线 要正确选泵就必须了解水泵的性能特点，离心泵的特性曲线通常由生产厂家根据实验测定的Q、H、N轴、η等数据标示绘成一组曲线，供使用者选泵和操作时参考。（见图1） 图1 离心泵性能曲线  表 1 K值 表2 水泵轴功率与配用电机功率  不同型号泵的特性曲线不同，但均有以下三条曲线： （1）Q~H曲线，表示流量和扬程关系。特点是其扬程随流量增大而减小。在Q~H曲线上有两条波折线，指示在这条波折线范围内水泵的效率较高。 （2）Q~η曲线表示流量和效率关系。其中效率最高点A0表明该泵对应的流量QA和扬程HA下工作最为经济。这条曲线的变化趋势是 流量由 小 中 大， 效率由 低 高 低。 （3）Q~N轴曲线表示泵的流量和轴功率关系。其特点是流量由小到大，轴功率也由小到大，在流量为零时轴功率最小。 （4）上述三条曲线均在一定转速下测定。故在特性曲线图上需注明转速n值。总之，离心泵的特性曲线反映了水泵在一定转速下其扬程、效率和轴功率随流量变化的规律。必须指出的是各种型号的离心泵都有其本身独有的特性曲线，它不受管路特性的影响。 离心泵的效率标准 4.1国家标准《离心泵效率》（GB/T13007-91）规定了离心泵的效率标准。见表3和表4。 需要说明的是，表3、表4中A栏数值为水泵最高点效率，B栏数值为高效区的临界点效率，超出临界点，水泵效率下降很快；表中的效率值是比转数，ns=120~210的数值。当水泵的比转数小于120或大于210时，其相对应效率值应予修正，具体修正值可按GB/T13007-91规定。 从表3和表4可知，离心泵的效率特征是： 水泵效率随着流量增大而增大，一般在建筑用的给水泵流量范围内，小泵流量（5~30m3/h）其效率大致在55%~65%之间；中泵流量（30~150m3/h）其效率大致在70%~75%之间；大泵流量（150m3/h）可达75%~85%之间； 单级水泵效率在同等流量下，要比多级水泵效率高，平均约高出5%。 水泵高效区的范围大致在最高效率的90%。 表3 单级离心泵效率 表4 多级离心水泵效率 4.2 比转数ns意义 水泵的比转数是体现水泵性能的重要参数，它与流量Q、扬程H、转速n有关，对于离心泵而言，比转数在120~210之间时水泵效率最高。 比转数ns计算公式 （3） 式中：Q — 流量（m3/s） H — 扬程（m） n —转速（r/min）（转/分） 从上式可知： 比转数随扬程H增大而减小，随流量增大而增大，说明低比转数水泵扬程高，流量小，而高比转数水泵流量大，扬程小。 根据水泵的比例定律，转速提高，其流量相应增大，则效率也增大，在一定比转数范围内，提高转速可提高水泵效率 4.3 标准效率下的水泵扬程 根据公式（3）可以推求出在比转数ns为120