1 离心泵的工作特性.ppt

第三节 离心泵的参数与工作特性 一、离心泵的参数 离心泵的主要性能参数通常标注在铭牌中。主要有： 流量、扬程、功率、效率、转速，比转数、允许气蚀余量等。 铭牌中标注的为设备最高效率时的参数，称为额定工作参数。 １、流量 流量是指泵在单位时间内所输送流体的数量，流量也称排量。 流量有体积流量和质量流量两种表示方法。 体积流量常用符号Q表示，其常用单位有m3/s、m3/h和m3/L。 质量流量常用符号m或G表示，其常用单位有kg/s或kg/h。 体积流量常用于水力计算，质量流量常用于经济比较。 体积流量与质量流量的换算关系式为： ２、扬程 扬程是指单位质量流体通过泵所获得的有效能量值。其单位为J/kg。 为了应用的方便，泵的扬程常用被输送介质的液柱高度表示，单位为m，有时也用压强单位pa（帕）、 MPa（兆帕）或mmHg（毫米汞柱）表示。 由：1J=1N·m， 1kgf=9.8N； 得：1J/kg=1/9.8（m） 1 m =9.8(J/kg) 由:１pa=１N/m2， H米水柱产生的压强为 ： 水银的密度为： ３、功率 功率是指设备在单位时间内所做的功，常用符号N表示。 若某设备在１S钟内把1N重的物体移动1m的距离，则该设备所做的功为1J（1N.m），其功率为J/S，定义为1W。 功率的单位为瓦，用符号W表示， 1W=1J/s=１N·m/s。 在实际应用中，单位W太小， 常用KW表示，1kW=103W。 泵在单位时间内对被输送介质所做的功称为有效功率，用Ne表示： 4、效率 离心泵一种是将电动机的电能或内燃机的燃料内能转换为被输送液体动能或势能的能量转换机械。 如电动机驱动的离心泵机组工作时，电动机将电功率Nd转换为机械能传给泵轴，变为泵的轴功率N，离心泵再将此机械能转换为被输送液体的有效功率Ne。 这种能量在转换各个环节，都会存在一定的能量损失，能量损失的程度用效率表示。 从图中可以看出，低比转数泵的叶轮窄高，高比转数泵的叶轮宽矮。 低比转数泵的叶轮叶片呈柱面状，高比转数泵的叶轮叶片呈扭曲状。 低比转数泵的Q-H性能曲线存在驼峰，高比转数泵的Q-H性能曲线存在凹谷。 比转数过小，将造成叶轮流道过于狭长，这不仅增加制造困难，而且增大流体流经叶轮时的摩阻损失，使泵的运行效率降低，所以，一般情况下，离心泵的比转数不小于30。 比转数过大，流体将在叶轮出口处产生较强的二次回流，使泵的运行效率降低，所以，一般不大于1000。 在实际应用中，可先根据工艺需要的Q、H，结合驱动机的转速，计算出比转数；再由比转数的大小初步确定所用泵的类型。 当比转数小于30时，一般考虑选用容积式泵；当比转数大于300时，一般选用混流泵或轴流泵；当比转数在30~300之间时，可考虑选用离心泵。 二、离心泵的应用特性 1、离心泵的特性 离心泵的扬程、功率、效率等参数随流量的变化关系称为工作特性。 应用中，常将这种关系用直角坐标系中的曲线表示，称为特性曲线。 泵的生产厂家，通过实验得到每种同性能泵的各种特性曲线，随泵的出厂说明书一起供用户使用。 实验是以20 ℃的清水为介质进行的。 从实验特性曲线可知： H-Q特性曲线在Q =0时有最高点，随Q 的增大而下降，H随Q 的增大逐渐减小。 η-Q特性曲线有最高点。该最高点称为额定工作点。额外负担定工作点的左右7%包括的范围称为高效工作区。 H-Q特性曲线是选泵，确定、校核工作参数的重要依据。 N-Q特性曲线可用来确定泵的轴功率，是配电机或其他驱动设备的依据。 2、离心泵特性的换算 在离心泵的随机说明书或相关手册中查到的有关离心泵的各性能参数或性能曲线，都是泵的生产厂家以清水为介质，在20℃，1个标准大气压的条件下通过实验测得的。 在实际应用中，若被输介质的性质（粘度、密度等），输送条件（温度、压力等）发生较大的变化时，其性能参数也与实验值有较大的差别。 为了减少应用中的误差，应进行性能参数的换算。 (1)密度的影响及换算 被输介质的密度变化，影响最大的是泵的轴功率。 20℃清水的密度为1000㎏/ m3，当输量与扬程分别为Q与H时，若被输介质的密度为ρy，在输量与扬程不变的的条件下，其有效功率为： 从上式可知，当被输介质的密度小于清水的密度时，其有效功率减小；当被输介质的密度大于清水的密度时，其有效功率增大。 (2)蒸汽压的影响及换算 在一定温度下，液体的汽化与冷凝达到平衡时的气相压力称为该液体的饱和蒸汽压，简称蒸汽压。 被输介质蒸汽压的变化，主要影响离心泵的吸入性能。20℃清水的蒸汽压是2337pa。 从以上换算公式及公式中各参数的取值可知，相同的离心泵在海拨较低的地区使用时，其吸入性能较强，在海拨较高的地区使用时，其吸入性能较弱； 输送清水时其吸入性能较强，输送油品时，其吸入性能较弱。 不同海拔高度地