离心泵的主要性能参数与特性曲线《化工单元过程与操作》

( 一) 离心泵的主要性能参数

离心泵的性能参数是用以描述离心泵性能的物理量，见表1 -8。

表1-8　离心泵的主要性能参数

续表

图1-36

1—压力表 2—真空表3—流量计 4—泵 5—贮槽

【例1 -12】采用图1 -36 的实验装置来测定离心泵的性能。泵的吸入管与排出管具有相同的直径，两侧压口间垂直距离为0.5m。泵的转速为2900r/min。以20℃清水为介质测得以下数据:流量为54m3/h，泵出口处表压为255kPa，入口处真空表读数为26.7kPa，功率表测得所消耗功率为6.2kW，泵有电动机直接带动，电动机的效率为93%，试求该泵在输送条件下的扬程、轴功率、效率。

解:

(1) 泵的扬程: 在真空表和压力表所处位置的截面分别以1 -1′和2 -2′表示，列柏努利方程式，即:

其中，z2 -z1 = 0．5 m，p1 = -26．7 kPa( 表压) ，p2 = 255 kPa( 表压) u1 = u2

因两侧口的管路很短，其间流动阻力可忽略不计，即∑Hf1-2 = 0 ，所以

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(2) 泵的轴功率:功率表测得的功率为电动机的消耗功率，由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为100%，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。因电动机本身消耗部分功率，其效率为93%，于是电动机输出功率为:

电动机消耗功率× 电动机效率=6.2 ×0.93 =5.77kW

泵的轴功率为Ne=5.77kW

(3) 泵的效率:

( 二) 离心泵的特性曲线

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。

图1-37　离心泵性能曲线示意图

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1 -37 所示。

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。

活动建议 通过实际操作，组织学生讨论离心泵特性的影响因素。