离心泵的主要技术参数包括:流量Q、扬程H、转速n、功率N、效率η、允许吸上真空度Hs和允许气蚀余量Δh等。
(1)流量。流量又称排量、扬水量,是泵在单位时间内排到管路系统的液体体积,通常称体积流量,用符号Q表示,常用单位为m3/h或m3/s等。离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。也可用质量流量m表示,其单位为kg/h或kg/s;其与体积流量之间的关系为:
式中 ρ——液体密度,kg/m3。
(2)扬程。离心泵的扬程是指单体重量流体经泵所获得的能量,是泵的重要工作能参数,又称压头。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、转速等。目前对泵的压头尚不能从理论上作出精确的计算,可表示为流体的压力能头、动能头和位能头的增加,即:
式中 H——扬程,m;
p1、p2——泵进、出口处液体的压力,Pa;
c1、c2——流体在泵进出口处的流速,m/s;
Z1、Z2——进、出口高度,m;
ρ——液体密度,kg/m3;
g——重力加速度,m/s2。
水泵的扬程又可用几何扬水高度和管路系统流动阻力之和表示:
式中 HZ——吸入与排出两个液面的高差,也称几何扬水高度,m;
hi——整个泵装置管路系统的阻力损失,m;
h1——吸入管段的阻力损失,m;
h2——压出管段的阻力损失,m。
以上公式可作为分析水泵工况和选择泵的依据参考。
(3)转速。转速是指泵轴每分钟旋转的次数,用符号n表示,单位为r/min或r/s。
(4)功率。电机输入泵轴功率称为泵的轴功率,用符号N表示,单位为W或kW。有效功率是指在单位时间内泵输送出去液体有效能头,用符号Ne表示,单位为kW;则泵的有效功率为:
两者的差别在于流动损失、泄漏、机械摩擦三项能量损失,轴功率大于有效功率。
(5)效率。效率是衡量离心泵工作经济性指标,是反映能量损失大小的参数。效率等于有效功率与轴功率之比,用符号η表示。计算式(8-7)为:
离心泵在实际运转中,由于存在各种能量损失,致使泵的实际(有效)压头和流量均低于理论值,而输入泵的功率比理论值要高。反映能量损失大小的参数称为效率。
离心泵的能量损失包括以下三项:(www.xing528.com)
1)容积损失,即泄漏造成的损失,闭式叶轮的容积效率ηv值在0.85~0.95之间。
2)水力损失,一般水力效率ηh值在0.8~0.9之间。
3)机械损失,一般机械效率可用ηm来反映,其值在0.96~0.99之间。
离心泵的总效率由上述三部分构成,即:
(6)允许吸上真空度。离心泵的吸水性能通常是用允许吸上真空高度Hs来衡量的。Hs值越大,说明水泵的吸水性能越好,或者说,抗气蚀性能越好。水泵的允许吸上真空度是在标准大气压和20℃水温条件下泵的吸入高度能力(真空值),主要体现泵的抽吸能力或水泵的吸入能力,即泵进口中心距吸水池水面的竖直高度。
(7)允许气蚀余量。水泵气蚀余量是指在水泵进口断面,单位重量的流体所具有的超过饱和蒸汽压力的富余能量相应的水头,用Δh表示。水泵本身的气蚀性能通常用临界气蚀余量Δhc来描述。
允许气蚀余量是将临界气蚀余量适当加大以保证水泵运行时不发生气蚀的气蚀余量,用符号Hsv或Δh表示,即:式中 k——安全余量值,一般取0.3m。
IS型单级离心泵主要技术性能参数见表8-12;S型、SH型中开式单级双吸离心泵主要技术性能参数见表8-13;B型离心式水泵主要技术性能参数见表8-14;BA型离心式水泵主要技术性能参数见表8-15。
表8-12 IS型单级离心泵主要技术性能参数表
续表
表8-13 S型、SH型中开式单级双吸离心泵主要技术性能参数表
续表
续表
表8-14 B型离心式水泵主要技术性能参数表
注 2B19表示进水口直径为2英寸,总扬程为19m(最佳工作时)的单级离心泵。
表8-15 BA型离心式水泵主要技术性能参数表
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