离心泵的特性曲线
离心泵特性曲线
2.2.1 离心泵的工作原理
1．离心泵的构造：
1、叶轮： 2、泵壳： 3、泵轴及轴封装置：
气缚现象：泵壳和吸入管路内没有充满液体， 泵 内有空气，由于空气密度远小于液体的 密度，叶轮旋转对其产生的离心力很小，叶 轮中心处所形成的低压不足以形成吸上液体 所需要的真空度，泵就无法工作。
（3) 导轮
思考4： 为什么导轮的弯曲方向与叶 片弯曲方向相反？
（4). 轴封装置
旋转的泵轴与 固定的泵壳之 间的密封。 作用：防止高 压液体沿轴漏 出或外界空气 漏入。
填料密封 机械密封
离心泵的理论压头和实际压头
压头：单位重量液体所获得的能量称为泵的压头，用 H表示，单位m。 理论压头：理想情况下单位重量液体所获得的能量称 为理论压头，用HT表示。
离心泵：靠高速旋转的叶轮，液体在离心力作用下 获得能量，以提高压强。 往复泵：利用活塞的往复运动，将能量传给液体， 以完成输送任务。 旋转泵：靠泵内一个或一个以上的转子旋转来吸入 和排出液体。 旋涡泵：一种特殊类型的离心泵。
气体输送机械：据出口气体压强可分为通风机， 鼓风机，压缩机，真空泵
压缩比=出口压力/进口压力
1. 理论压头表达式的推导
w2 液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种: 2 2 2 c2 u2
周向运动:
u r
w1 1 1 c1
与叶片的相对运动：
处处与叶片相切
u1
在 1 与 2 之间列机械能衡算方程式，得：
2 2 p 2 p1 c 2 c 1 HT g 2g
(1)
转速
n
流量 qV，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或m3/h。 可测量 压头 He，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，m。 可测量
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线离心泵的特性曲线是将由实验测定的q、h、n、η等数据标绘而成的一组曲线。
此图由泵的制造厂家提供，供使用部门选泵和操作时参考。
不同型号泵的特性曲线不同，但均有以下三条曲线：(1)h-q线表示压头和流量的关系；(2)n-q线表示泵轴功率和流量的关系；(3)η-q线表示泵的效率和流量的关系；(4)泵的特性曲线均在一定输出功率下测量，故特性曲线图上Mercoeur输出功率n值。
离心泵特性曲线上的效率最高点称为设计点，泵在该点对应的压头和流量下工作最为经济。
离心泵铭牌上标出的性能参数即为最高效率点上的工况参数。
离心泵的性能曲线可以做为挑选泵的依据。
确认泵的类型后，再依流量和压头选泵。
例2-2用清水测定一台离心泵的主要性能参数。
实验中测得流量为10m/h，泵出口处压力表的读数为0.17mpa（表压），入口处真空表的读数为-0.021mpa，轴功率为 1.07kw，电动机的转速为2900r/min，真空表测压点与压力表测压点的垂直距离为0.2m。
试计算此在实验点下的扬程和效率。
解泵的主要性能参数包括转速n、流量q、扬程h、轴功率n和效率。
直接测出的参数为转速n=2900r/min流量q＝10m/h=0.00278m/s轴功率n＝1.07kw需要进行计算的有扬程h和效率。
用式排序扬程h，即为已知：于是二、影响离心泵性能的主要因素1液体物理性质对特性曲线的影响生产厂所提供更多的特性曲线就是以清水做为工作介质测量的，当运送其它液体时，必须考量液体密度和粘度的影响。
(1)粘度当输送液体的粘度大于实验条件下水的粘度时，泵体内的能量损失增大，泵的流量、压头减小，效率下降，轴功率增大。
(2)密度离心泵的体积流量及压头与液体密度毫无关系，功率则随其密度减小而减少。
2离心泵的输出功率对特性曲线的影响当液体粘度不大，泵的效率不变时，泵的流量、压头、轴功率与转速可近似用比例定律计算，即式中：q1、h1、n1离心泵输出功率为n1时的流量、扬程和功率。
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线是衡量离心泵性能总体效率的一种重要标准，从它可以了解离心泵的流量、压力、运行电流强度之间的关系。
根据离心泵的结构，可以区分水力性能和电气性能，他们各自的特性曲线不完全一样。
离心泵的水力特性曲线，正输出量随压力的变化构成，是衡量特定离心泵的水力效率的基本依据。
水力特性曲线表明离心泵在静态工作条件下，输出流量与压力之间的变化关系，且一般情况下压力越高，可输出流量越低。
另一方面，电气性能特性曲线，它表述的是当离心泵输出流量变化时，所需的电功率的变化。
电气性能特性曲线表明，一般情况下，当输出液体流量增加，电功率也会增加。
离心泵特性曲线提供了对离心泵功能表现的观察和分析，有帮助于检查污染排放，故障排除，优化设计及宣传技术，运行状态查看等，所以它对于查验离心泵性能非常重要和实用。
此外，离心泵特性曲线也常常被用来研究离心泵的可靠性以及未来配置的升级，如加入变频器，以节约能源。
离心泵的特性曲线
一、离心泵的特性曲线
在规定条件下由实验测得的 H 、 N 、 η 与 Q 之间的相互关系
曲线为离心泵的特性曲线。
思考： 离心泵启动时出 口阀门应关闭还是 打开，why？ 为什么Q＝0时， N 0？
０2
高效区
最高效率 5％～8％ 区域为泵高效区
设计点
离心泵特性曲线分析：
(1）H-Q曲线 离心泵的扬程H随流量Q的增大而下降。不同型号的离心泵，其H-Q曲线的形状 也有所不同。 （2）N-Q曲线 离心泵的功率N随流量Q的增大而增大，由图可知，当流量Q为零时，轴功率N 为最小。 注意：离心泵启动时，应先关闭泵的出口阀，使电机的启动电流减小至最小，待 电机达到规定转速时，再开启出口阀调节到所需流量。 （3）η-Q曲线 由图可见，开始时η随Q增加而上升，并达到一个最大值，之后η随Q的增大反而 下降 le 2 hf Q 2 5 d 2g d g
A
工作点
10
Q
例2-3
如图2-10所示管路系统，离心泵将密度为 1200kg/m3的液体由敞口贮槽送至高位槽，高位 槽内液面上方的表压强为120kpa,两槽液面恒定， 其间垂直距离为10m,管路中液体为高度湍流。已 知Q=38.7L/s时He=50m,求管路的特性方程。
例2-4
在例2-3的管路上，选用另一台离心泵，泵的特性 曲线可用H=27.0-15Q2表示，式中，Q的单位为 m3/min。求此时离心泵在管路中的工作点。
（2）离心泵的流量调节 ——调节阀门（改变曲线中的B） 改变管路特性曲线 两种方法 改变泵的特性曲线 ——改变n、切割叶轮 离心泵的串、并联
教材：化工原理 授课班级：石化1334 授课教师：阿依加玛丽 授课时间：2014.11.07
泵离心泵的特性曲线1
1.1 15-80 1.5 2.0 1.8 20-110 2.5 3.3
0.3 0.42 0.55 0.5 0.69 0.91
8.5 8 7 16 15 13.5
26 34 34 25 34 35 2800 0.37 2.3 25 2800 0.18 2.3 17
1.8
20-160 2.5 3.3 25-110 2.8
头、轴功率与叶轮直径的关系可按切割定律进行
计算(叶轮直径变化＜20%)（ns=80~300）
q' D' , q D H ' D' , H D
2
Pa' D' Pa D
3
0.5
0.69 0.91 0.78
32
32 30 16
19
25 23 34 2900 0.55 2.3 26 2900 0.75 2.3 29
离心泵转速的影响
当液体粘度不大且假设泵的效率不变，泵的转 速变化小于20%时，泵的流量、压头、轴功率与转 速的近似关系可按比例定律进行计算：
Q1 n1 , Q2 n2
q－η 、q－ NPSH曲线。
IS100-80-125
泵特性曲线
离心泵特性曲线分析
低比转速 50~80
中比转速 80~150
高比转速 150~300
离心泵的各种形状
Ⅰ——驼峰曲线 Ⅱ——平坦特性曲线 Ⅲ——陡降特性曲线
离心泵性能表
流量 型号 扬程 (m) 效率 (%) 转速 (r/min) 电机功 率 (kw) 必需蚀余量 (NPSH)r 重量 (kg) (m3/h) (l/s)
化小于10％， 2、若用减速的方法来改变泵的性能，则转速变化不 超过20％
4.3离心泵的特性曲线 - Copy
qv = qt - ∑q
一般取：v 0.93 ~ 0.98
qv q v 1 qt qt
（3）水力损失：包括流动阻力损失 hhyd 和冲击损失 hsh。 其中：流动阻力损失 hhyd =沿程摩擦损失+局部阻力损失 冲击损失 hsh=叶轮进口冲击损失
总损失：h水=hhyd+hsh
hyd
（三）.联合特性曲线
泵与管路联合工作，遵守质量守恒和能量守恒原理。
稳定工况：q泵 = q管
H泵 = H管
H
稳定工况点为：A点。 此时的压头、流量：HA、qA。
HA
A
qA
q
• 4.3.2
离心泵的流量调节
B
A
（1）.改变泵出口阀开度
改变管路特性曲线。在排出管路上安装闸阀。 阀开大时：q↑，H↓ 阀管小时：q↓，H↑ 特点：简单、方便、灵活，普遍采用；
H 泵 1.05 ~ 1.1H
v
离心泵的选型
离心泵的选型
• 单级离心泵系列型谱：
4.3.5 离心泵的启动与运行
（1）启动前检查 ① 泵轴润滑油是否达到油标尺度。 ② 安装是否牢固。 ③ 叶轮转动是否灵活。 ④ 大功利泵排除阀是否关闭。 （2）充水 向泵壳和吸入管内充满水，泵壳要放气。输送高温液体要先暖 泵。
A B
能量损失大。
（2）.出口旁路分流调节 改变管路特性曲线。排出管接一支路，
用于泄流。支路管开启时，系统流量被泄掉。
此时： H↓、q↑ 特点：简单、方便；不经济。
（3）. 液位或出口压力调节
改变管路特性曲线。利用排出管液位或压力的升高或降低，
即改变△Z或pB。 使HT 变化。 B A 液位升高时：H↑、q↓
离心泵的曲线
离心泵的曲线
离心泵的曲线是用来描述离心泵性能的一种图形表示。
它展示了离心泵在不同工况下的流量、扬程和效率之间的关系。
通常，离心泵的曲线包括以下几个主要参数：
1. 流量-Q：表示单位时间内通过泵的液体体积。
通常以立方米每小时（m³/h）或升每秒（L/s）来表示。
2. 扬程-H：表示泵能够提供的压力。
通常以米（m）为单位。
3. 效率-η：表示泵转化输入功率为输出功率的能力。
通常以百分比形式表示。
离心泵的曲线通常由以下几条线组成：
1. H-Q曲线（等速曲线）：在恒定转速下，流量与扬程之间的关系曲线。
当流量增大时，扬程会逐渐降低。
2. η-Q曲线（效率曲线）：在恒定转速下，效率与流量之间的关系曲线。
通常在设计流量附近效率较高，而在低流量和高流量处效率较低。
3. NPSHr曲线（净正吸入头曲线）：表示给定流量下泵要求的最低净正吸入头。
当净正吸入头低于该值时，泵可能会产生气穴或性能下降。
4. NPSHa曲线（净正吸入头可利用余量曲线）：表示给定流量下实际系统提供的净正吸入头与NPSHr之间的差值。
当可利用余量大于零时，系统运行正常。
不同型号和尺寸的离心泵有不同的曲线特征，根据具体工程要求选择合适的泵型和工作点是非常重要的。
水泵特性曲线.
第/弋节离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线定义-、理论特性曲线的定性分实测特性曲线的讨论离心泵的特性曲线定义当转速n为常量时，列出H、N、n以及Hs等随渝量变化的函数关系，即：H = f (Q) N = F (Q)Hs =屮(Q) n=<P (Q)我们把这些方程关系用曲线来表示，就称这些曲线为离心泵的特性曲线。
叶轮中通过的水量可用下式表示:Q T = FzCzr也即： n - T^2r- 式中Q T ----- 泵理论流量（nP/s ）；F2——叶轮的出口面积（in2）,C N —叶轮出口处水流绝对速度的径向（m/s ） C一、理论特性曲线的定性分析1、理论扬程特性曲线的定性分析J 胪 由叫=将 Czu = U2 ■ C2rCtgp2 代入, 可得：Hy = KU2・ C2rCtgp2) s Q 图1-22 速度三角形"Cu=Ceosa = u - C,etgf3 Cj=Csma所以：H T = ILa (U2 - * Ctgp2)式中卩2、F2均为常数。
当水泵转速一定时，U2也为常数。
HT = A - B Q T是一个直线方程。
其斜率是用卩2来反映的p2> 90-B^,H T = A + B QT后弯式，上倾直线，扬程随流量的增加而减小。
02= 9()2时，径向式，是一条水平直线，扬程不随理论流量的变化。
p2< 90：时，H T = A-BQ T前弯式，是一条下倾直线，理论扬程随理论流量的增加而增加。
二、实测特性曲线的讨论7040302010J oz1、每一个Q都对应于一定的H, N n Hs2. Q-H曲线是一条不规则的下倾曲线(1)设计工况点。
最高效率点，水泵在该点工作效率最高。
(2)水泵高效工作段。
是水泵效率较高的工作范围，最髙效率点10%左右范围内作为水泵的高效工作段，选泵时，应使设计流量和扬程落在高效段内。
3、Q—N曲线N随着Q的增大而增大，闭闸启动：水泵启动前，压水管路闸阀是全闭的，待电动机运转正常后，压力表读数达到预定数值时，再逐步打开闸阀，使水泵工作正常运行。
水泵特性曲线
每 或1者k扬说g程水，（通当过H水A水泵）泵的表后流示其量：能为当量Q水的A时泵增，流值水量为泵为H能QA，时够， 供给每1kg水的能量为HA。
功率（NA）表示：当水泵的流量为QA 时，泵轴上所消耗的功率（kW）。
效率（ηA）表示：当水泵的流量为QA 时，水泵的有效功率占其轴功率的百分数 （%）。
所以： HT =
u2 g
（u2 -
QT F2
ctgβ2 ）
式中β2 、F2 均为常数。当水泵转速一定时， u2也
为常数。
故：
HT = A – B QT
是一个直线方程。其斜率是用β2来反映的
β2> 90º时，HT = A + B QT
后弯式，上倾直线，扬程随流量的增加而减小。
β2= 90º时，径向式，是一条水平直线，扬程不
5、被输送液体的重力密度和粘度等对特性曲线的影 响。所输送的液体粘度愈大，泵内的能量损失愈 大，水泵的扬程和流量都要减小，效率要下降， 而轴功率增大。因此，如果被输送液体的粘度与 试验条件不符时， 则Q－H，Q－N，Q－ η ， Q－Hs要进行换算后才能使用，不能直接套用。
综上所述，从能量的传递角度来看，对 于水泵特性曲线
N随着Q的增大而增大，
闭闸启动：水泵启动前，压水管路闸阀是 全闭的，待电动机运转正常后，压力表读 数达到预定数值时，再逐步打开闸阀，使 水泵工作正常运行。
Q—N曲线，指的是水或某种特定液体时 的轴功率与流量之间的关系，抽升的液
体容重不同时，要换算
4、Q—Hs曲线 该曲线上各点的纵坐标，表示水泵在相应流量 下工作时，水泵做允许的最大限度的吸上真空高 度值。不表示水泵在某点（Q，H）点工作的实际 吸水真空值。实际的Hs必须小于Q—Hs曲线上的 相应值。
解析离心泵的特性曲线(图文)
图文解析离心泵的特性曲线一、离心泵的特性曲线定义当转速n为常量时，列出扬程（H）、轴功率（N）、效率（η）以及允许吸上真空高度（Hs）等随流量（Q）变化的函数关系，即：H = f（Q）；N = F（Q）；Hs = Ψ（Q）；η= φ（Q），我们把这些方程关系用曲线来表示，就称这些曲线为离心泵的特性曲线。
离心泵的特性曲线是液体在泵内运动规律的外在表现形式，这三条曲线需要根据试验的方法（采用离心泵特性曲线的测定装置，逐渐开启水泵出口阀门改变其流量，测得一系列的流量及相应的扬程和轴功率，然后将H一Q、N —Q、η一Q曲线绘制在同一张坐标纸上，即为一定型式离心泵在一定转速下的特性曲线），不同的水泵特性曲线不同，水泵的特性曲线由设备生产厂家提供。
严格意义上讲，每一台水泵都有特定的特性曲线。
在水泵特性曲线上，对应任意流量点都可以找到一组与其相对应的扬程、轴功率和效率值，通常把这一组相对应的参数称为工况，其对应最高效率点的一组工况称为最佳工况。
在生产实践中，水泵的运行工况点是通过管路的特性曲线与水泵的特性曲线确定的（M工况点，见下图）。
在选择和使用泵时，使水泵在高效区运行，以保证运转的经济和安全。
二、影响离心泵特性曲线的因素离心泵的特性曲线与很多因素有关，如液体的粘度与密度、叶轮出口宽度、叶片的出口安放角与叶片数及离心泵的压出室形状等均会对离心泵的特性曲线产生影响。
1、叶轮出口直径对性能曲线的影响在叶轮其它几何形状相同的情况下，如果改变叶轮的出口直径，则离心泵的特性曲线平行移动，见下图。
根据这一特性，水泵制造厂和使用单位可以采用车削离心泵叶轮外径的方法改变一台泵的性能范围，以使泵的性能更适合实际运行需要。
例如，某厂的一台离心式循环泵，其运行压力偏高，为降低压力，将叶轮外径由270mm车削到250mm后，在流量相同的情况下，压力下降，给水泵的电机电流减小，满足了运行的要求。
2、转速与性能曲线的关系同一台离心泵输送同一种液体，泵的各项性能参数与转速之间的关系式为：Q1/Q2 = n1/n2H1/H2 = (n1/n2)2Nl/N2 = (n1/n2)2三、理论特性曲线的定性分析1、理论扬程特性曲线的定性分析由HT =中，将C2u = u2 - C2rctgβ2 代入，可得：HT =（u2 - C2rctgβ2）叶轮中通过的水量可用此式表示：QT = F2C2r，也即：C2r =式中QT：泵理论流量（m3/s）；F2：叶轮的出口面积（m2）；C2r：叶轮出口处水流绝对速度的径向（m/s）。
离心泵特性曲线
离心泵的特性曲线如下水泵的性能参数之间有一定的关系，例如流量，Q扬程，h轴功率，n速度，n效率。
它们之间的关系由一条曲线表示，该曲线称为泵的性能曲线。
水泵性能参数之间的相互变化关系和相互制约：首先，水泵的最高转速是前提。
泵性能曲线主要有3条曲线：流量扬程曲线，流量功率曲线和流量效率曲线。
这是离心泵的基本性能曲线。
比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特性，称为驼峰性能曲线。
转速在80到150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。
比转速大于150的离心泵具有陡峭的下降性能曲线。
一般来说，当流量较小时，扬程较高，并且随着流量的增加，扬程逐渐减小。
扩展数据工作原则离心泵的工作原理是：由于离心力的作用，离心泵可以将水送出。
在泵工作之前，泵体和进水管必须充满水以形成真空状态。
当叶轮快速旋转时，叶片推动水快速旋转。
旋转的水在离心力的作用下飞离叶轮。
泵中的水排出后，叶轮的中心部分形成真空区域。
在大气压（或水压）的作用下，水源水通过管网被压入进水管。
这样，可以实现连续泵送。
这里值得一提：启动离心泵之前，必须在泵壳内注满水，否则泵体会被加热，振动，出水量减少，泵损坏（简称为“气蚀”）并导致设备事故！离心泵的性能曲线包括流量扬程（Q-H）曲线，流量功率曲线（q-n），流量效率曲线（Q-H）和流量NPSHr（q-npshr）。
以上曲线是在一定速度下通过实验获得的。
可以通过公式转换不同的速度。
在性能曲线上，对于任何流量点，都可以找到一组相应的扬程，功率，效率和NPSH值。
通常，这组相应的参数称为工作条件，或简称为工作条件点。
离心泵的最高效率点的工作状态称为最佳工作状态点。
泵在最高效率点的运行是最理想的。
但是，用户所需的性能差异很大，这不一定与最高效率点下的性能一致。
为了使每个用户所需的泵在泵的最高效率点工作，它需要太多的泵规格。
因此，将范围（通常效率降低5％〜8％）定义为泵的工作范围。
我们可以使用叶轮切割或变频技术来扩大泵的工作范围。
离心泵的特性曲线
5、应用特性曲线的注意点
(1)扬程H是随流量Q的增大而下降。
(2)水泵的高效段：在一定转速下，离心泵存在一最 高效率点，称为设计点。该水泵经济工作点左右 的一定范围内(一般不低于最高效率点的10％左右) 都是属于效率较高的区段，在水泵样本中，用两 条波形线“ ”标出。
(3)轴功率随流量增大而增大，流量为零时轴功率最 小。(“闭闸启动”)
损失。
• 容积效率ηv：
v
Q QT
• (3)机械损失 • 机械效率ηM：
M
Nh N
• （4）总效率
QH
N
hvM
8
2.6.2 实测特性曲线的讨论
离心泵的实测特性曲线:在一定的转速下，20摄氏度，一个标准大气压的条件 下通过实验测定水泵扬程、轴功率、效率、允许吸上真空高度曲线与流量之间 的关系，并绘出完整的性能曲线。 1、Q-H曲线 2、Q-N曲线 3、Q-η曲线 4、Q-Hs曲线
这种形式叶片的特点是随扬程增大水泵的流量减小因此其相应的流量q与轴功率n关系曲线qh曲线也将是一条比较平缓上升的曲线这对电动机来讲可以稳定在一个功率变化不大的范围内有效地工作
§ 2.6 离心泵的特性曲线
• 离心泵的特性曲线
特性曲线：在一定转速下，离心泵的扬程、功率、效 率等随流量的变化关系称为特性曲线。它反映泵的基本 性能的变化规律，可做为选泵和用泵的依据。各种型号 离心泵的特性曲线不同，但都有共同的变化趋势。
理论效率曲线，理想流体效率是100% 的直线
6
4、水泵实际特性曲线
• 以后弯式叶片为例 • （1）叶槽中液流不均匀的影响 • （2）水力损失 • （3）渗漏量
7
5、水泵内部的能量损失
• (1)水头损失：摩阻损失，冲击损失
离心泵特性曲线
离心泵的特性曲线压头、流量、功率和效率是离心泵的主要性能参数。
这些参数之间的关系，可通过实验测定。
离心泵生产部门将其产品的基本性能参数用曲线表示出来，这些曲线称为离心泵的特性曲线(characteristic curves)。
以供使用部门选泵和操作时参考。
特性曲线是在固定的转速下测出的，只适用于该转速，故特性曲线图上都注明转速n的数值，常绘有三种曲线，即1.H-Q曲线H-Q曲线表示泵的流量Q和压头H的关系。
离心泵的压头在较大流量范围内是随流量增大而减小的。
不同型号的离心泵，H-Q曲线的形状有所不同。
如有的曲线较平坦，适用于压头变化不大而流量变化较大的场合;有的曲线比较陡峭，适用于压头变化范围大而不允许流量变化太大的场合。
2.N-Q曲线N-Q曲线表示泵的流量Q和轴功率N的关系，N随Q的增大而增大。
显然，当Q=0时，泵轴消耗的功率最小。
因此，启动离心泵时，为了减小启动功率，应将出口阀关闭。
3.η-Q曲线η-Q曲线表示泵的流量Q和效率η的关系。
开始η随Q的增大而增大，达到最大值后，又随Q的增大而下降。
该曲线最大值相当于效率最高点。
泵在该点所对应的压头和流量下操作，其效率最高。
所以该点为离心泵的设计点。
选泵时，总是希望泵在最高效率工作，因为在此条件下操作最为经济合理。
但实际上泵往往不可能正好在该条件下运转，因此，一般只能规定一个工作范围，称为泵的高效率区，如图2-6波折线所示。
高效率区的效率应不低于最高效率的92%左右。
泵在铭牌上所标明的都是最高效率下的流量，压头和功率。
离心泵产品目录和说明书上还常常注明最高效率区的流量、压头和功率的范围等。
二.离心泵的转数对特性曲线的影响离心泵的特性曲线是在一定转速下测定的。
当转速由n1改变为n2时，其流量、压头及功率的近似关系为(2-6)式(2-6)称为比例定律，当转速变化小于20%时，可认为效率不变，用上式进行计算误差不大。
三.叶轮直径对特性曲线的影响当叶轮直径变化不大，转速不变时，叶轮直径、流量、压头及功率之间的近似关系为,,(2-7)式(2-7)称为切割定律。
离心泵的特性曲线
离心泵的特性曲线
离心泵是用于液体输送的工程设备，其具有流量、扬程、能量损耗等特性曲线。
离心泵的特性曲线，也叫性能曲线，是表示离心泵在不同工作条件下所取得的性能测试结果，其中包括流量曲线、扬程曲线、能量损失曲线等，可以根据这些曲线考查离心泵的性能情况。
1、流量曲线
流量曲线是离心泵性能曲线中最重要的一个曲线，它用抽水机的转速和流量的实验曲线做出来的，它表示离心泵在不同转速下输出的流量值。
流量曲线一般分为正端曲线和反比曲线。
正端曲线的表示，用抽水机的转速从低到高度和流量交点所构成的曲线，也说明着当抽水机转速提高1倍时，流量提高2倍。
反比曲线表示，流量与转速反比，当转速提高1倍时，流量减少1/2倍。
2、扬程曲线
扬程曲线表示离心泵在不同转速下所取得的扬程大小，即在1个固定的转速前提下，流量的增长会导致扬程的减小以及提高转速会带来扬程的增加。
从实际上来说，扬程曲线用于分析泵在不同转速下发出的压力，以及在设计离心泵的参数时的参照依据。
3、轴功率曲线
轴功率曲线是表示离心泵在不同情况下，轴承受的力和其产生的功率的相对大小的曲线，它可以用来检验泵的叶轮设计是否合理，以及它的效率，也可以用来加以改善泵的效率和能耗等。
4、能量损失曲线
能量损失曲线是表示泵在不同转速和扬程的情况下，其产生的能量损失的曲线。
能量损失曲线越平滑，表明扬程和流量在不同工况时的能量损失变化越不大，也就是泵的效率更高。
能量损失曲线可以用来预测离心泵的能耗情况，从而提高泵的性能。
离心泵的特性曲线
离心泵的特性曲线前言我们知道离心泵的流量和扬程是可以调节的,它不仅受管道条件的影响,也受液体粘度的影响。
泵在并联和串联工作时也不一样。
通常我们用泵的排量、扬程、轴功率和效率、转数等基本参数来表明泵的工作性能。
为了方便,我们常把它们之间的关系划成曲线图,用它正确的选择泵,确定电机的功率,使泵在最优工况下工作,并解决遇到的许多实际问题。
一、离心泵特性曲线的基本知识1、概念在泵的转速不变的情况下,泵的流量、圧头、功率和效率等之间存在着相互关系,这些相互关系可用Q—H(流量—扬程)、Q—N(流量—功率)、Q—η(流量—效率)曲线图来表示,这种曲线图就叫做泵的特性曲线。
2、作用离心泵的特性曲线是用来表示离心泵的主要参数之间的关系的曲线,是根据实验获得的数据绘制而成的。
曲线图上的任何一个参数发生变化,其它的数值都会随之改变。
3、性能参数离心泵特性曲线的主要性能参数有流量、扬程、有效功率、轴功率、效率。
①流量:又叫排量,表示泵在单位时间内输出液体的体积或重量的数值。
用Q表示。
体积流量的单位是m3/h(米3/小时)、m3/s(米3/秒)、L/s(升/秒);重量流量的单位是t/h(吨/小时)、kg/s(千克/秒)。
②扬程:它是每一单位重量的液体通过离心泵其能量的增加值,也就是这台离心泵能够扬水的高度。
用H表示,单位是m(米)。
压力与扬程的关系:P=H×γ即:压力=扬程×重度。
③有效功率:离心泵在单位时间内对液体所做的功。
用N表示,单位是kw(千瓦)。
④轴功率:离心泵的输入功率称轴功率,也就是原动机传给泵轴的功率。
用N 轴表示,单位是kw(千瓦)。
⑤效率:泵的有效功率与轴功率之比称泵的效率。
用η表示。
二、测定离心泵有关工作参数的方法1、测定前的准备工作①选用经过标定的外输油流量计(一般为0.2级)②选用标准的精密压力表安装在泵的出口管线上,真空表安装在泵进口管线上。
③选用电压表,电流表(或万用表)及功率因数表。
离心泵的特性曲线知识介绍
离心泵的特性曲线知识介绍一、离心泵的特性曲线定义离心泵的扬程（H）、功率（P）、效率（η）与流量（qv）之间的关系曲线称为特性曲线。
其数值通常是指额定转数和标准状况（大气压101.325kPa，20℃清水）下的数值，可用实验测得。
二、下图为某型号离心水泵在转速n=2900r／min下用20℃清水测得的特性曲线，效率某型号离心水泵在转速n=2900r／min下用20℃清水测得的特性曲线，离心泵的特性曲线有3条，分别表示如下：（1）H-qv曲线表示H与qv的关系，通常H随qv的增大而减小。
不同型号的离心泵，H-qv曲线的形状有所不同。
有的离心泵)H-qv曲线较平坦，其特点是流量变化较大而压头变化不大；而有的泵H-qv 曲线陡降，当流量变动很小时扬程变化很大，适用于扬程变化大而流量变化小的情况。
（2）P-qv曲线表示P与qv 的关系，P随qv的增大而增大。
显然，当qv=0 时，P最小。
因此，启动离心泵时，应关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。
待转动正常后再开启出口阀，调节到所需的流量。
（3）η-qv曲线表示与qv的关系，开始η随qv的增大而增大，达到最大值后，又随qv的增大而下降。
曲线上最高效率点即为泵的设计工况点，在该点所对应的扬程和流量下操作最为经济。
实际生产中，泵不可能正好在设计工况点下运转，所以各种离心泵都规定一个高效区，一般取最高效率以下7％范围内为高效区。
工程上也将离心泵最高效率点定为额定点，与该点对应的流量称为额定流量。
三、离心泵的转速对特性曲线的影响离心泵的特性曲线是在一定转速n下测定的，当n改变时，泵的流量qv、扬程H及功率P也相应改变。
对同一型号泵、同一种液体，在效率η不变的条件下，扬程（H）、功率（P）、流量（qv）随n的变化关系如下式所示:qv2/qv1=n2/n1H2/H1=(n1/n2)2P2/P1=(n1/n2)3上式称为比例定律表达式。
当泵的转速变化小于20％时，效率基本不变。
水泵的特性曲线
２－４离心泵的特性曲线一、离心泵的特性曲线压头、流量、功率和效率是离心泵的主要性能参数。
这些参数之间的关系，可通过实验测定。
离心泵生产部门将其产品的基本性能参数用曲线表示出来，这些曲线称为离心泵的特性曲线（characteristic curves）。
以供使用部门选泵和操作时参考。
特性曲线是在固定的转速下测出的，只适用于该转速，故特性曲线图上都注明转速n的数值，图2-6为国产 4B20型离心泵在n=2900r/min时特性曲线。
图上绘有三种曲线，即１．Ｈ－Q曲线Ｈ－Q曲线表示泵的流量Q和压头Ｈ的关系。
离心泵的压头在较大流量范围内是随流量增大而减小的。
不同型号的离心泵，Ｈ－Q曲线的形状有所不同。
如有的曲线较平坦，适用于压头变化不大而流量变化较大的场合；有的曲线比较陡峭，适用于压头变化范围大而不允许流量变化太大的场合。
２．Ｎ－Q曲线Ｎ－Q曲线表示泵的流量Q和轴功率Ｎ的关系，Ｎ随Q的增大而增大。
显然，当Q=0时，泵轴消耗的功率最小。
因此，启动离心泵时，为了减小启动功率，应将出口阀关闭。
３．η－Q曲线η－Q曲线表示泵的流量Q和效率η的关系。
开始η随Q的增大而增大，达到最大值后，又随Q的增大而下降。
该曲线最大值相当于效率最高点。
泵在该点所对应的压头和流量下操作，其效率最高。
所以该点为离心泵的设计点。
选泵时，总是希望泵在最高效率工作，因为在此条件下操作最为经济合理。
但实际上泵往往不可能正好在该条件下运转，因此，一般只能规定一个工作范围，称为泵的高效率区，如图2-6波折线所示。
高效率区的效率应不低于最高效率的92%左右。
泵在铭牌上所标明的都是最高效率下的流量，压头和功率。
离心泵产品目录和说明书上还常常注明最高效率区的流量、压头和功率的范围等。
二．离心泵的转数对特性曲线的影响离心泵的特性曲线是在一定转速下测定的。
当转速由n1改变为n2时，其流量、压头及功率的近似关系为, , (2-6)式（2-6）称为比例定律，当转速变化小于20%时，可认为效率不变，用上式进行计算误差不大。
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12SH12SH-6型泵性能表
水泵 型号 流量Q 扬程 H(m) m3/h 590 792 936 L/s 164 220 260 98 90 82 1450 转速 n
(r/min)
功率 P (KW) 效率 (%) 轴 功率 213 250 279 300 配套 功率 74 77.5 75
允许 吸上 真空 度(m)
H=KQ2 相似工况抛物线或等效率线） （相似工况抛物线或等效率线）
离心泵的通用性能曲线图
水泵的系列型谱图
离心泵的综合性能图： 离心泵的综合性能图：把一种或多种泵型不同规格的一系列
泵的Q～ 性能曲线工作范围段综合绘入一张对数坐标图 泵的 ～H性能曲线工作范围段综合绘入一张对数坐标图 即成为水泵的综合性能曲线图（水泵的系列型谱 内，即成为水泵的综合性能曲线图（水泵的系列型谱 图）。 这不仅扩大该泵的适用范围， 这不仅扩大该泵的适用范围，而且在选用水泵使需要的 工作点落在该区域内， 工作点落在该区域内，则所选定的水泵型号是 Nhomakorabea济合理 的。
IS型单级单吸泵的综合性能图 IS型单级单吸
BA 型泵的综合性能图
本课教学内容基本要求 1. 离心泵装置的总扬程：“装置”的 离心泵装置的总扬程： 装置” 含义，扬程公式的形式、导出、 含义，扬程公式的形式、导出、适用 条件。 条件。 2. 离心泵的基本性能曲线、通用性能 离心泵的基本性能曲线、 曲线、综合性能曲线图概念及意义。 曲线、综合性能曲线图概念及意义。
二、流量与轴功率曲线
离心泵的轴功率随流量增加而逐渐增加，曲线有上升的 离心泵的轴功率随流量增加而逐渐增加， 特点。 特点。 当流量为零时（闸阀关闭），轴功率最小。因此， ），轴功率最小 当流量为零时（闸阀关闭），轴功率最小。因此，为便 于离心泵的启动和防止动力机超载，启动时， 于离心泵的启动和防止动力机超载，启动时，应将出水 管路上的闸阀关闭，启动后，再将闸阀逐渐打开， 管路上的闸阀关闭，启动后，再将闸阀逐渐打开，即水 泵的闭阀启动。 泵的闭阀启动。 轴流泵与离心泵相反。 轴流泵与离心泵相反。
第六节 离心泵的特性曲线
水泵的性能参数，标志着水泵的性能。 水泵的性能参数，标志着水泵的性能。水泵各个性能参数之 间的关系和变化规律，可以用一组性能曲线来表达。对每一 间的关系和变化规律，可以用一组性能曲线来表达。对每一 而言， 转速一定时 通过试验的方法， 台水泵而言 当水泵的转速一定 台水泵而言，当水泵的转速一定时，通过试验的方法，可以 绘制出相应的一组性能曲线，即水泵的基本性能曲线。 绘制出相应的一组性能曲线，即水泵的基本性能曲线。 一般以流量Q为横坐标，，用扬程 、功率N、效率η 一般以流量 为横坐标，，用扬程H、功率 、效率η和允许 为横坐标，，用扬程 吸上真空度Hs为纵坐标，绘Q～H、Q～N、Q～η、Q～ Hs 吸上真空度Hs为纵坐标， Hs为纵坐标 曲线。 曲线。
图为 BA 型泵的综合性能图 图中每个注有型号和转速的四边形， 图中每个注有型号和转速的四边形，代表一种泵 在其叶轮外径允许车削范围内的Q 在其叶轮外径允许车削范围内的 一H ，用单线 者表示叶轮外径未经车削，图中有三条线者， 者表示叶轮外径未经车削，图中有三条线者，则 表示该泵还有两种叶轮外径的规格
三、流量效率曲线
离心泵的试验性能曲线
离心泵的试验性能曲线:在一定的转速下测定水泵扬程、轴功率、 离心泵的试验性能曲线 在一定的转速下测定水泵扬程、轴功率、效 在一定的转速下测定水泵扬程 率与流量之间的关系，并绘出完整的性能曲线。 率与流量之间的关系，并绘出完整的性能曲线。 水泵样本或产品目录中除了以性能曲线表示水泵的性能外， 水泵样本或产品目录中除了以性能曲线表示水泵的性能外，还以表 格的形式给出水泵的性能。 格的形式给出水泵的性能。
一、流量和扬程曲线 结论： 曲线是下降的曲线，即随流量Q的增大， 结论： Q～H曲线是下降的曲线，即随流量Q的增大，
扬程H逐渐减少。相应与效率最高值的点的参数， 扬程H逐渐减少。相应与效率最高值的点的参数，即水泵 铭牌上所列的各数据。水泵的高效段（ 铭牌上所列的各数据。水泵的高效段（不低于最高效率 10%左右 左右） 点10%左右）
叶轮 直径 D(mm)
重量 (kg)
12SH-6
5.4 4.5 3.5 540 847
离心泵的通用性能曲线
离心泵的通用性能曲线:水泵在不同转速下的性能曲线用 离心泵的通用性能曲线 水泵在不同转速下的性能曲线用 水泵在不同转速下 同一坐标内而得到的性能曲线 同一个比例尺，绘在同一坐标内而得到的性能曲线。 同一个比例尺，绘在同一坐标内而得到的性能曲线。
效率曲线为从最高点向两侧下降的变化趋势。 效率曲线为从最高点向两侧下降的变化趋势。 四、流量与允许吸上真空度曲线 离心泵流量与允许吸上真空度曲线是一条下降的曲线。 离心泵流量与允许吸上真空度曲线是一条下降的曲线。 而离心泵流量与汽蚀余量(H h)曲线是一条上升的 而离心泵流量与汽蚀余量(HSV或Δh)曲线是一条上升的 曲线。 曲线。