泵输入输出功率和效率优化

单螺杆泵的功率通常指输入功率，也就是动力源传到泵轴上的功率，所以也称轴功率，用P_r（kW）表示。

P_r=pQ/（η×10³） （2-53）

式中 η——单螺杆泵的总效率（%）；

p——全压力（Pa）；

Q——体积流量（m³/s）。

单螺杆泵的有效功率又称输出功率，用P_u表示：

P_u=pQ/10³ （2-54）

式（2-53）和式（2-54）是指介质为清水的工况时的功率值，若非清水介质，则需考虑输送介质的重度γ。

动力源输入到泵轴上的功率P_r，除去泵在运行时泵内存在的各种机械损失之和，剩下的功率即为泵的理论功率P_l=pQ_l。可见，机械效率η_m就是理论功率和输入功率之比，即

机械效率η_m是标志泵性能好坏的一个重要指标，即表示泵内机械损失的大小，这不仅包括转子和定子之间的摩擦损失以及轴承、轴封、万向节等与介质之间的摩擦损失，还包括介质涡流运动和介质在泵内流动的局部阻力和摩擦阻力造成的功率损失。

泵的输入功率P_r值与介质情况关系很大，粘度越大，或含杂质越多，机械损失也越大。因此，试验测定所得的输入功率除有关标准规定的工况（单螺杆泵以常温清水为试验工况标准值）外，必须指出该输入功率在介质为何种粘度值时的数值。由于通常不可能以实际使用介质做试验，故在采用清水试验后再换算，这两者之间的换算乃是采用经验公式，与实际情况有一定的出入。(www.xing528.com)

日本小坂研究所（KOSAKA）换算泵输入功率P_r的经验公式为

式中 P_r——实际介质的输入功率；

P_r（H₂O）——清水时泵的输入功率；

K_N——输入功率修正系数，介质中含泥类比例与K_N值的推荐关系为：10%以下K_N取1.1，15%取1.15，20%取1.2。

JB/T 8091规定，对于清水介质，当介质转速和额定值不符时，泵的输入功率按下式换算：P_re=P_ri·n_e/n_i

我国企业通常配套动力源的功率P取：P=KP_r （2-57）

式中 K=1.05～1.2。

上述推荐的K值是在定子和转子配合的过盈量为正常的情况，需要指出的是：起动力矩在泵空载运转时一般对润滑性油类介质并不大，对非润滑性介质会大些。但泵在长时间静止后，会造成橡胶定子和转子之间的介质润滑膜的挤出甚至消失，导致定子和转子表面接近于干摩擦状态，这样起动力矩就会大大增加，甚至达到满载时的数倍。这种情况不仅与泵静止时间长短有关，还与定子和转子的过盈量、啮合线长短、转子和定子的粗糙度及摩擦系数和橡胶硬度等有关。这些转子和定子的运转摩擦损失增大的诸因素都会造成起动力矩过大，甚至会使泵无法起动。

泵的总效率η为有效功率和实际功率之比，即泵的输出功率P_u和输入功率P_r之比。

由式（2-53）和式（2-54）可知单螺杆泵的总效率η为