一、离心泵的主要性能参数
离心泵的主要性能参数(图3-22)有流量、扬程、效率和轴功率,这些参数都标注在泵的铭牌上,方便用户选用。
图3-22 离心泵及主要性能参数
1.流量Q
离心泵的流量即为离心泵的送液能力,是指单位时间内泵所输送的液体体积,Q(m3/h或m3/s)。
泵的流量取决于泵的结构尺寸(主要为叶轮的直径与叶片的宽度)和转速等。操作时,泵实际所能输送的液体量还与管路阻力及所需压力有关。
2.扬程H
离心泵的扬程又称为泵的压头,是指单体重量流体经泵所获得的能量,H(m)。
泵的扬程大小取决于泵的结构(如叶轮直径的大小,叶片的弯曲情况等)、转速。目前对泵的压头尚不能从理论上作出精确的计算,一般用实验方法测定。
泵的扬程可用实验测定,即在泵进口处装一真空表,出口处装一压力表,两表间垂直距离为h0,若不计两表截面上的动能差(即Δu2/2g =0),不计两表截面间的能量损失(即∑hf,1-2=0),则泵的扬程可用式(3-1)计算
注意以下两点:
(1)式中p2为泵出口处压力表的读数(Pa);p1为泵进口处真空表的读数(负表压值,Pa)。
(2)注意区分离心泵的扬程(压头)和升扬高度两个不同的概念。
【例3-1】现测定一台离心泵的扬程(图3-23)。工质为20℃清水,测得流量为60m3/h时,泵进口真空表读数为-0.02MPa,出口压力表读数为0.47MPa(表压),已知两表间垂直距离为0.45m,若泵的吸入管与压出管管径相同,试计算该泵的扬程。
图3-23 离心泵扬程测定
解:由式
查水在20℃时,ρ=998.2(kg/m3)
h0=0.45(m)
3.效率η(www.xing528.com)
泵在输送液体过程中,轴功率大于排送到管道中的液体从叶轮处获得的功率,因为容积损失、水力损失、机械损失都要消耗掉一部分功率,而离心泵的效率即反映泵对外加能量的利用程度。
泵的效率值η与泵的类型、大小、结构、制造精度和输送液体的性质有关。大型泵效率值高些,小型泵效率值低些。
4.轴功率N
离心泵的轴功率即泵轴所需功率用kW表示,泵在输送条件下的流量为Q(m3/s),则
式中 Ne——有效功率,kW
Q——体积流量,m3/h
H——扬程,m
ρ——流体密度,kg/m3
η——效率
二、离心泵特性曲线及其应用
理论及实验均表明,离心泵的扬程、功率及效率等主要性能均与流量有关。为了便于使用者更好地了解和利用离心泵的性能,常把它们与流量之间的关系用图表示出来,就是离心泵的特性曲线。
离心泵的特性曲线一般由离心泵的生产厂家提供,标绘于泵的产品说明书中,其测定条件一般是20℃清水,转速也固定。典型的离心泵性能曲线如图3-24所示。
图3-24 离心泵性能曲线示意图
(1)H—Q曲线:表示泵的扬程与流量的关系。离心泵的扬程随流量的增大而下降(在流量极小时有例外)。
(2)N—Q曲线:表示泵的轴功率与流量的关系。离心泵的轴功率随流量的增大而上升,流量为零时轴功率最小。故离心泵启动时,应关闭泵的出口阀门,使电机的启动电流减少,以保护电机。
(3)η—Q曲线:表示泵的效率与流量的关系。当Q=0时η=0;随着流量的增大,效率随之而上升达到一个最大值;而后随流量再增大时效率便下降。说明离心泵在一定转速下有一最高效率点,称为设计点。泵在与最高效率相对应的流量及扬程下工作最为经济,所以与最高效率点对应的Q、H、N值成为最佳工况参数。
离心泵的铭牌上标出的性能参数就是指该泵在最高效率点运行时的工况参数。根据输送条件的要求,离心泵往往不可能正好在最佳工况下运转,因此一般只能规定一个工作范围,称为泵的高效率区,通常为最高效率的92%左右。选用离心泵时,应尽可能使泵在此范围内工作。
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