离心泵讲义的特性曲线
离心泵的性能参数与特性曲线
离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。它们之间的关系常用特性曲线来表示。特性曲线是在一定转速下,用20℃清水在常压下实验测得的。
(一)离心泵的性能参数
1、流量
离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积,一般用Q表示,常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。
2、压头(扬程)
离心泵的压头是指离心泵对单位重量(1N)液体所提供的有效能量,一般用H表示,单位为J/N或m。压头的影响因素在前节已作过介绍。
3、效率
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为高。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,即
(1)容积损失即泄漏造成的损失,无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。闭式叶轮的容积效率值在0.85~0.95。
(2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力,流道面积和方向变化的局部阻力,以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。这种损失可用水力效率ηh来反映。额定流量下,液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致,这时损失最小,水力效率最高,其值在0.8~0.9的范围。
(3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦,泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。机械损失可用机械效率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
离心泵理论及特性曲线
离心式水泵实际特性曲线
三、 离心式水泵的效率 根据能量损失的形式不同,可将离心式水泵的损失分 为机械损失、容积损失和水力损失三种。
1.机械损失和机械效率 水泵在运转时存在着机械损失。它包括轴与轴承和 填料间的摩擦阻力损失;叶轮在泵腔内的水中转动时产 生的圆盘摩擦损失;以及因级间泄漏而增加的功率损耗 。 机械损失的大小用机械效率来衡量。 水泵的机械效率为
水泵吸水口处单位重量的水超出水的汽化压力的富
余能量,叫做水泵的汽蚀余量。
离心式水泵的工作理论及特性曲线
一、离心式水泵理论压头及特征曲线 1. 水在叶轮中的运动分析 2. 离心式水泵的理论压头方程式 由于水流经叶轮时情况非常复杂,为了便于分析,先作如下 假设: 1)水在叶轮内的流动为稳定流动,即速度图不随时间变化; 2)水是不可压缩的,即密度ρ为一常数; 3)水泵在工作时没有任何能量损失,即原动机传递给水泵轴 的功率完全用于增加流经叶轮水的能量; 4)叶轮叶片数目无限多且为无限薄。这样水流的相对运动方 向恰好与叶片相切;叶片的厚度不影响叶轮的流量;在叶轮同一 半径处的流速相等、压力相同。 在上述条件下求出的压头,叫做离心式水泵的理论压头。
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线
首先离心泵的特性曲线图如下
接下来是对于这个图的一些解读:
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-ŋ)以及流量-汽蚀余量(Q-NPSHr)曲线。水泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性:首先以该水泵的额顶转速为先决条件的。水泵性能曲线主要有三条曲线:流量—扬程曲线,流量—功率曲线,流量—效率曲线。
它是离心泵的基本的性能曲线。比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特点称驼峰性能曲线。比转速在80~150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。比转数在150以上的离心泵具有陡降性能曲线。一般的说,当流量小时,扬程就高,随着流量的增加扬程就逐渐下降。上述曲线都是在一定的转速下,以试验的方法求得的。不同的转速,可以通过公式进行换算。在性能曲线上,对于一个任意的流量点,都可以找出一组与其相对应的扬程、功率、效率以及汽蚀余量值。通常,把这一组相对应的参数称为工作状况,简称工况或工况点。对于离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点。
泵在最高效率点工况下运行是最理想的。但是用户要求的性能千差万别,不一定和最高效率
点下的性能相一致。要想使每一个用户要求的泵都在泵最高效率点下运行,那样做需要的泵规格就太多了。为此,规定一个范围(通常以效率下降5%~8%为界),称为泵的工作范围。我们利用叶轮的切割或者变频技术可以扩大泵的工作范围。
我们把同一类型的水泵,将它的各种不同比转数以及相同比转数不同口径的泵的工作区域集中画在同一个Q-H坐标平面上。为了使图面上大泵的方块不致太大,坐标可以采用对数坐标,于是就得到了该类型泵的系列型谱。各类型的泵均有各自的型谱,使用户选用水泵十分方便。
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。
泵—离心泵的性能曲线
图2-38 改变转速的调节
2. 特点
① 用这种方法调节流量,没有附加能量损失,所以是一种最经济的调节方法。
图2-35 泵的工作点
三、 稳定工作点
1. 离心泵在比M点流量大的A点运转
由于管路所需的外加能头HCA > 泵提供的扬程 H ,这 时因液体能量不足而减速,流量减少,工况点A沿泵的性 能曲线 H-Q 移动至 M点。
2. 离心泵在流量小于 M点的B点运转
泵提供给液体的能量 H >管路所需的外加能头 HCB , 管路内液体将加速流动,流量增大,B点沿离心泵的性能 曲线移动至M点。
图2-34 管路特性曲 线的调节
2. 特点
① 调节系统简单。
HC
② 必须注意吸液池或容器中的液位变化应保持 在小范围内,否则泵的运行效率低,严重时, 泵的工作条件恶化,引起汽蚀,使液流中断。
图2-34 管路特性曲 线的调节
改变离心泵性能曲线 H-Q 的流量调节
目 录
1 离心泵流量调节实质 2 改变离心泵的工作转速 3 切割叶轮外径调节流量 4 改变叶轮数目调节流量
离心泵H-Q 曲线、N-Q 曲线、 η-Q 曲线是正确选择、合理使用离心泵的依据。
1. H-Q 曲线
H-Q 曲线是选择和操作泵的主要依据。 如图2-26所示,当流量Q=0时,扬程H为一固定 值( HT 称为关死扬程)。
离心泵特性曲线
第一节 离心泵
2-1-1 离心泵的工作原理
离心泵的种类很多, 但工作原理相同, 构造大同小异。 其主要工作部件是旋转叶轮和固 定的泵壳(图 2-1)。叶轮是离心泵直接对液体做功的部件,其上有若干后弯叶片,一般为 4~8 片。离心泵工作时, 叶轮由电机驱动作高速旋转运动( 1000~3000r/min ),迫使叶片间的 液体也随之作旋转运动。 同时因离心力的作用, 使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。 液体 在流经叶轮的运动过程获得能量, 并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。 在蜗壳内, 由于流 道的逐渐扩大而减速, 又将部分动能转化为静 压能,达到较高的压强, 最后沿切向流入压出 管道。
在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时, 在叶轮中心处形成真空。 泵的吸入管路一端与 叶轮中心处相通, 另一端则浸没在输送的液体 内,在液面压力 (常为大气压) 与泵内压力 (负 压)的压差作用下, 液体经吸入管路进入泵内, 只要叶轮的转动不停, 离心泵便不断地吸入和 排出液体。 由此可见离心泵主要是依靠高速旋 转的叶轮所产生的离心力来输送液体, 故名离 心泵。
离心泵若在启动前未充满液体, 则泵内存 在空气, 由于空气密度很小, 所产生的离心力 也很小。吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内,虽启动离心泵,但不能输送液体, 此现象称
为“气缚” 。所以离心泵启动前必须向壳体内灌满液体,在吸入管底部安装带滤网 的底阀。底阀为止逆阀,防止启动前灌入的液体从泵内漏失。滤网防止固体物质进入泵内。 靠近泵出口处的压出管道上装有调节阀,供调节流量时使用。
离心泵选型时如何看它特性曲线图
离心泵选型时如何看它特性曲线图
离心泵的特性曲线图
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转速下测定,故特性曲线图上注出转速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作为选择泵的依据。确定泵的类型后,再依流量和压头选泵。
下面我们专门搜集了一些离心泵的类型和选用的规律,希望对您的实际选用有所帮助
一、离心泵的类型
按被输送液体的性质可分为:
(1)水泵(B型、D型、sh型)用于输送清水及物理、化学性质类似于水的清洁液体。
(2)耐腐蚀泵(F型)用于输送酸、碱等腐蚀性液体。
(3)油泵(Y型)用于输送石油产品。
二、离心泵的选用
(1)根据被输送液体的性质及操作条件确定类型;
(2)根据流量(一般由生产任务定)及计算管路中所需压头,确定泵的型号(从样本或产品目录中选取);
(3)若被输送液体的粘度和密度与水相差较大时,应核算泵的特性参数:流量、压头和轴功率。
选择离心泵时,可能有几种型号的泵同时满足在最佳范围内操作这一要求,此时,可分别确定各泵的工作点,比较工作点上的效率,择优选取。
离心泵的特点是,送液能力大,流量均匀,但产生的压头不高,且压头随着流量的改变而变化。
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。
离心泵的特性曲线
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
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5、水泵内部的能量损失
• (1)水头损失:摩阻损失,冲击损失
• 水力效率ηh:。
h
H HT
• (2)容积损失,在水泵工作过程中存在着泄漏和回流问题,存在容积
• 一般以流量Q为横坐标,,用扬程H、功率N、效率η和 允许吸上真空度Hs为纵坐标,绘Q~H、Q~N、Q~η、 Q~ Hs曲线。
1
2
• 2.6.1理论特性曲线的定性分析
• 1.理论扬程特性曲线方程
HT
u2C2u g
HT ug2(u2Q FT2 cot2)
C 2r
QT F2
HT ABQ T
QT——泵理论流量(m3/s)。也即不考虑泵体内容积损失 (如漏泄量、回流量等)的水泵流量; F2——叶轮的出口面积(m2); C2r——叶轮出口处水流绝对速度的径向分速(m/s)。
11
• 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。
12SH-6型泵性能表
水泵 型号
流量Q
m3/h L/s
扬程 H(m)
转速 n
(r/min)
功率 P (KW)
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
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。
不同类型泵的特性曲线不同,但有以下三条曲线:(1)H-Q线代表扬程与流量的关系;(2) n-q线表示泵轴功率和流量之间的关系;(3)η-Q线表示泵效率和流量之间的关系;
(4)泵的特性曲线均在一定转速下测定,故特性曲线图上注出转速n值。
离心泵特性曲线上的最高效率点称为设计点,泵在该点对应的压头和流量下工作最经济。离心泵铭牌上标注的性能参数为最高效率点的工况参数。
离心泵的性能曲线可作为选择泵的依据。确定泵的类型后,再依流量和压头选泵。
例2-2:用清水测定离心泵的主要性能参数。实验测得流量为10m/h,泵出口压力表
读数为0.17mpa(表压),进口真空表读数为-0.021mpa,轴功率为1.07kw,电机转速为2900r/min,真空表压力测点与压力表压力测点的垂直距离为0.2m。试着计算实验点的水
头和效率。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。直接测量的参数为速度n=2900r/min
流量q=10m/h=0.00278m/s轴功率n=1.07kw
需要计算水头h和效率。使用公式
计算扬程h,即
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
生产厂所提供的特性曲线是以清水作为工作介质测定的,当输送其它液体时,要考虑
液体密度和粘度的影响。
(1)粘度在实验条件下,当输送液体的粘度大于水的粘度时,泵体内的能量损失增加,泵的流量和扬程减小,效率降低,轴功率增加。
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。
离心泵性能特性曲线
离心泵性能特性曲线一、原始数据记录:
表一数据记录表
二、数据计算表:
计算示例: (1)121
2122Z Z g
u u g p p H -+-+-=
ρ (2)s V /m 00362.03
=时 (3)s S V u /m 50.42032.014.300362.02
2
2=⎪
⎭⎫ ⎝⎛⨯==
(4)s S V u /m 88.22040.014.300362.021
1=⎪
⎭
⎫ ⎝⎛⨯==
()847
.1110
28822.25034.4101000100000008.0032.022
2121212=⨯-+⨯⨯+=-+-+-=Z Z g u u g p p H ρ(5)3187.01340/107.99500362.065.11/=⨯⨯⨯==N g HV ρη
三、数据分析与绘图
1 绘制H-V, η-V,N-V 图像于下图:
图一 离心泵性能曲线图
图表分析:由图可看出,轴功率随流量增大而增大,扬程随流量增大而减小,效率随流量增大呈现抛物线趋势。
2 实验结论
由图得到,转速一定时,离心泵的较为适宜的工作范围是 2.16×10-3m3/s—2.64×10-3m3/s.
四、讨论:
1.在启动泵前,一定要关闭出口阀,以使泵再低负荷下启动,避免启动电流过大损坏电机,同时关闭泵的时候也要先关闭出口阀,防止发生倒灌现象。
2.无法测电机的转速,泵的特性曲线是在指定的转速下的数据,特性曲线上的实验点其转速都是相同的。但是实际上感应电动机再转矩改变时,其转速会有变化,随着流量的变化,多个实验点的转速将有所差异,如果不测转速会产生很大的误差。
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)。
离心泵特性曲线解读
·1·
第一节 离心泵
2-1-1 离心泵的工作原理
离心泵的种类很多,但工作原理相同,构造大同小异。其主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳(图2-1)。叶轮是离心泵直接对液体做功的部件,其上有若干后弯叶片,一般为4~8片。离心泵工作时,叶轮由电机驱动作高速旋转运动(1000~3000r/min ),迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。同时因离心力的作用,使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程获得能量,并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳内,由于流道的逐渐扩大而减速,又将部分动能转化为静压能,达到较高的压强,最后沿切向流入压出管道。
在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时,在叶轮中心处形成真空。泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通,另一端则浸没在输送的液体内,在液面压力(常为大气压)与泵内压力(负压)的压差作用下,液体经吸入管路进入泵内,只要叶轮的转动不停,离心泵便不断地吸入和排出液体。由此可见离心泵主要是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来输送液体,故名离心泵。
离心泵若在启动前未充满液体,则泵内存在空气,由于空气密度很小,所产生的离心力
也很小。吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内,虽启动离心泵,但不能输送液体,此现象称为“气缚”。所以离心泵启动前必须向壳体内灌满液体,在吸入管底部安装带滤网的底阀。底阀为止逆阀,防止启动前灌入的液体从泵内漏失。滤网防止固体物质进入泵内。靠近泵出口处的压出管道上装有调节阀,供调节流量时使用。
2-1-2 离心泵的理论压头
一、离心泵的理论压头
从离心泵工作原理知液体从离心泵叶轮获得能量而提高了压强。单位质量液体从旋转的叶轮获得多少能量以及影响获得能量的因素,可以从理论上来分析。由于液体在叶轮内的运动比较复杂,故作如下假设:
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线
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。