水泵的性能参数及其重要性

水泵性能参数是表示水泵性能的重要指标，是水泵改造的基础。为了使水泵改造的效果更好，首先必须掌握水泵的各种性能参数。

水泵的主要工作参数包括流量Q、扬程H、功率P、效率η、转速n、比转数ns及容许吸上真空高度HS或临界汽蚀余量Δh等。

1.流量Q

流量是水泵在单位时间内所能输送的水量，单位为m3/s、L/s，有时也采用质量流量，以t/h、kg/h。

2.扬程H

扬程是水泵实际传给单位质量水的总能量，它等于水泵出口与进口处的单位总能量之差值，其单位为m。单位总能量包括势能和动能，势能又包括位能和压能。即

式中：Z出、Z进分别为水泵出口和进口的位置高度；P出、P进分别为水泵出口和进口处的压力；v出、v进分别为水泵出口和进口处的流速。

3.功率P

水泵功率包括轴功率Pa和有效功率Pu之分。有效功率是指水泵对被抽水流所做的实际功率。轴功率则是指水泵所需要的外加功率。它包括有效功率和泵内各种损失所消耗的功率。其单位为W或kW。

水泵的有效功率可以根据流量和扬程用下式进行计算。

式中：ρ为水的密度，kg/m3；Q为水泵流量，m3/s；H为水泵扬程，m。

4.效率η

水泵效率为水泵有效功率和轴功率之比，其计算公式如式（5-3）所示。它表示水泵传递能量的程度，即水泵效率越高，表示泵内功率损失越少。若泵内功率损失用ΔP表示，则

由此可以得出水泵轴功率和效率之间的关系：

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5.转速n

转速表示水泵转轴在单位时间内的转数，常用单位为每分钟的转数，其符号为r/min。我国中小型水泵多采用异步电动机直接传动，其设计转速为2900r/min，1450r/min，970r/min，730r/min，485r/min等。大型水泵则多采用同步电动机直接传动，其转速为250r/min，150r/min等。特别值得注意的是，水泵铭牌上的性能参数均为设计转速下的参数。当水泵转速发生变化后，所有参数均会发生变化。

6.比转数ns

比转数ns是水泵的一个综合性指标。它与H，Q之间的相互关系如下：

比转数不同的水泵，几何形状也不相似。根据比转数ns的大小可以将叶片泵分为离心泵、混流泵和轴流泵（见表5-1）。

表5-1　比转数与泵型的关系

对比转数ns，以下几点需要特别注意：

（1）水泵比转速是由设计工况的水泵参数计算所得，其他工况的参数不能作为计算水泵比转数的依据。

（2）几台几何相似、大小不等的水泵在工况相似的情况下，它们的比转数是相等的。但有时对于比转数相等的几台泵，他们的几何形状和尺寸却不一定相似。如ns=300时，可以设计成离心泵，也可以设计成混流泵。当ns=500时，可以设计成混流泵，也可以设计成轴流泵。

（3）比转数是一个相似准则，但因各国采用的流量和扬程单位不同，所以同一台泵的比转数值也有所不同（见表5-2）。

表5-2　比转数ns换算表

（4）水泵比转数应理解为叶轮的比转数，即公式中的Q、H是指一个叶轮的流量和扬程。对于双吸泵，实际上是相当于两个叶轮合并在一起，故其比转数应为：

对于多级泵，若其级数为Z，则其ns应为：