水泵全特性曲线分析
水泵变频运行特性曲线
水泵变频运行特性曲线 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】一、引言水泵采用变频调速可以达到很好的节能效果，这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。
但其结果却有很多不尽人意的地方，有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的，本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。
二、水泵变频运行分析的误区1.有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律流量比例定律 Q1/Q2=n1/n2扬程比例定律 H1/H2=(n1/n2)2轴功率比例定律 P1/P2=(n1/n2)3并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比，水泵的扬程与转速的平方成正比，水泵的输出功率与转速的3次方成正比。
以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的，但是却无法解释如下问题:1)为什么水泵变频运行时频率在30～35Hz以上时才出水2)为什么水泵在不出水时电流和功率极小，一旦出水时电流和功率会有一个突跳，后才随着转速的升高而升高2.绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。
图1 水泵的特性曲线图1中，水泵在工频运行的特性曲线为F1，额定工作点为A，额定流量QA，额定扬程HA ，管网理想阻力曲线R1=KQ与流量Q成正比。
采用节流调节时的实际管网阻力曲线R2，工作点为B，流量QB，扬程HB。
采用变频调速且没有节流的特性曲线F2，理想工作点为C，流量QC，扬程HC;这里QB=QC。
按图1中所示曲线，要想用调速的方法将流量降到零，必须将变频器的频率也降到零，但这与实际情况是不相符的。
实际水泵变频调速时，频率降到30～35Hz以下时就不出水了，流量已经降到零。
3.变频泵与工频泵并联变频泵与工频泵并联运行时，由于工频泵出口压力大，变频泵出口压力小，因此怀疑变频泵是否会不出水是否工频泵的水会向变频泵倒灌4.以上分析的误区1)相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律，它表明相似泵(或风机)在相似工况下运行时，对应各参数之相互关系的计算公式。
几种泵的特性曲线
量小、输出压强高的高 粘性流体。
在火力发电厂中， 润滑系统常采用齿轮泵， 而螺杆泵则常用作 输送润滑油及调节油，也可作为锅炉燃料油输送泵。
111111
五、泵与风机性能曲线的比较
（三）容积式泵与风机性能曲线特性 2．齿轮泵和螺杆泵
由于吸水池液面压强和循环水管出口处水池液面压强均 为大气压，即 p p 0。则管路系统性能曲线方程为：
g
H c H z h w 2 1 4 .1 9 q V 2 6
111111
H c H z h w 2 1 4 .1 9 q V 2 6
上式中流量的单位是m3/s，而 性能曲线图上流量的单位为m3/h， 故必须换算后方能代入管路性能曲 线方程中。根据计算结果，列出管 道性能曲线上的对应点如下：
=3100m3/h，H =38m， =90%。
所以该循环水泵工作时所需 要的轴功率为：
P s h1 g q 3 V H 0 9.1 2 9 9 0 3 .8 0 .9 0 0 3 30 6 6 1 3 0 0 8 30 0 ( k 5)W 6
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Байду номын сангаас
l0=l+le=250+350=600（m） 所以，为克服流动阻力而损失的能量为：
h w l d 0 d q 2 2 V g /4 2 g 8 l d 0 5 q V 2 0 .0 9 3 .88 0 3 6 .1 6 0 0 4 .6 5 q V 0 2 1 .1 9 q V 2 6
已知：管道的直径d =600mm， 管长l=250m，局部阻力的等值长度 le=350m，管道的沿程阻力系数
=0.03，水泵房进水池水面至循环
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。
每种系列用几种比转数的水力模型，泵的口径按一定的流量间隔比变化。
同一口径的泵扬程也按一定的间隔变化。
ISO 2858规定了标准的型谱。
水泵水轮机全特性..
水泵水轮机全特性1．水泵水轮机全特性曲线抽水蓄能电站的水泵水轮机均设有活动导叶，通过导叶调节水轮机运行时的流量，故水泵水轮机的特性曲线一般为一组不同导叶开度下的全特性曲线，其区域的划分与水泵的全特性区域划分一样，只是习惯上以正常水轮机运行工况的各参数为正。
同时抽水蓄能电站一般H 也总是正值，即在实际工程中实用也就是5个工况区，即水轮机工况、水轮机制动工况、水泵工况、反水泵工况、水泵制动工况。
水泵水轮机全特性曲线表示方法通常采用1111~n Q 和1111~n M 来表示。
图3-7和图3-8所示为某抽水蓄能电站水泵水轮机的四象限特性曲线。
图3-7 水泵水轮机流量特性曲线 图3-8 水泵水轮机力矩特性曲线2．水泵水轮机全特性曲线的特点通过对不同水泵水轮机的全特性分析可以看出，水泵水轮机全特性有着下述的规律与特点：（1）在水泵工况，大开度等导叶开度曲线汇集成一簇很窄的交叉曲线，说明在此区域水泵扬程与导叶开度的关系不大，开度的改变不会造成单位转速及单位力矩的很大的变化。
当导叶开度较小区域时随着导叶开度的减小其流量曲线及力矩曲线则加速分又，说明此时的导水机构可看作是节流装置，水头损失急剧增大，从而对水泵的力矩及流量产生较大的影响。
在水泵实际运行中导叶开度将随着扬程的变化而沿各导叶开度特性曲线的外包络线变化，使得水力损失最小，也即使得水泵的效率在此工况最高。
此外，随着单位转速的增大，也即水泵扬程的减小，水泵的流量及水力矩将快速增大，所以在水泵及电动机设计时应充分考虑此时水泵的力矩特性，电动机容量应根据可能的正常运行最低扬程工况进行设计，并留有一定的裕量；同时根据导叶小开度区域力矩分散的特性，在异常低扬程起动时（如初次向上水库异常低扬程充水时）可采取关小导叶开度来限制其水力矩，即限制水泵的入力在一定范围以内。
（2）水泵制动区力矩随单位转速的减小而逐渐增大，其中沿大导叶开度线要比小导叶开度线要明显得多；另外，各导叶开度线与单位转速坐标轴的交点集中，表明水泵水轮机冰泵的零流量点与导叶开度关系不大，同时各导叶开度线的切线基本为正斜率，表明随着水泵工况反向流量的增大其制动水力矩不断增大，但水力矩的增速逐渐变缓，同时单位转速减小，转速减小的速度逐渐加快，这主要是机组转动部件及水体有着惯性力矩的抑制作用。
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。
水泵特性曲线的关系
主要是由三条特性曲线组成，分别是：H-qv曲线，表示泵的扬程与流量关系。
P-qv曲线，表示泵的轴功率与流量的关系。
n qv曲线，表示泵的效率与流量的关系。
扬程随流量的增加而减少，轴功率随流量的增加而增加；流量为零时，效率为零；流量增加，效率增加，但当流量增大到某一标准值时，流量在增大，效率反而下降1、特性曲线主要是用于选泵使用，不同曲线会极大影响泵的效率，泵并联运行也需要性能曲线，合理配备水泵的台数。
2、关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机。
3、离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。
4、用出口阀门调解流量而不用崩前阀门调解流量保证泵内始终充满水，用泵前阀门调节过度时会造成泵内出现负压，使叶轮氧化，腐蚀泵。
还有的调节方式就是增加变频装置，很好用的。
5、当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受外网特性曲线影响造成的。
6、合理，主要就是检修，否则可以不用阀门。
7、这个问题的条件不充分，如果选用的是同一台水泵，同样的电机功率，外网不变的情况下，那么压力不会变化，轴功率会增加。
&问题的本身就是错误的，有效压头并不一定随着流量的增加而下降，这与叶轮安装角有关，还有可能增加。
但就通常使用的泵而言这个问题也是有问题的，扬程随着流量的增加可以大幅度降低的，这与泵的种类，也就是泵的性能曲线有关。
离心泵的特性曲线是将由实验测定的Q、H、N、n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)n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。
水泵基本参数及特性曲线讲解
4.射流泵 5.轴流泵装置模型 6.离心泵装置 7.离心泵的起动过程 （抽真空启动、闸阀的 操作） 8.离心泵主要性能参数 的测量与计算
3.水环真空泵
第二章 25
复习
叶片泵工作原理 离心泵泵体结构及基本零件
叶轮(叶片、流道)、泵壳、泵轴、轴承、填料盒 （填料、水封管、水封水）、减漏环、连轴器、 轴向力平衡措施、泵座
2
一、泵的定义
定义：
将其它形式的能量转化为机械能并传递给被输送介质的 动能和压能的一种机械
背景知识：
泵是我国三大耗能机械产品（汽车、机床、水泵）之一， 水泵效率提高1%即相当于我国新建了一座300MW发电 厂。 我国风机、泵的总用电占全国用电量的31%，占工业用 电的约50%，各工业部门机泵用电量均占60%以上。 例如：电力72.43%；化肥76%；炼油58.15%；油田 63.3%
T 2
M Q (C
cos 2 R2 C1 cos1 R1 )
式中： QT 、HT ——通过叶轮的理论流量、扬程
第二章 40
2.3 理想流体假定下的理论功率： 2.4 功率的另一表达式→基本方程：(2-14)
NT gQT H T
HT M
NT M
u 2 C2u u1C1u HT g
gQT
第二章
41
三、基本方程式的讨论
3.1 减小进水角获得正值扬程 基本方程为第一项， 说明水流垂直流入叶轮可以 u1 90 提高扬程 3.2 理论扬程与出口圆周速 度有关，提高转速、增加叶 轮直径均可增加扬程
1
水泵特性曲线与管路特性曲线图v3
● A 为原设计工况点：流量Q1，扬程H1，轴功率N1，水泵效率η1。
● 由于系统实际的阻力没有那么大，实测的实际工况点为B ，流量Q2，扬程H2，轴功率
N2，水泵效率η2
● 表明原设计高扬程，实际是低扬程，大流量，低效率，高能耗状况运行；
流量Q（m3/h）
扬程H(m)
H
Q1
Q2
流量Q（m3/h）
扬程H(m)
H 0
Q1
原水泵特性曲线
● 通过对实际运行工况的检测分析，获得系统的管路特性曲线（详见图），曲线上的流量
为设计流量Q2的C 点即为水系统最佳工况（Q2，H3）运行点，系统最佳工况为流量Q2，扬程H3，轴功率N3，水泵效率η3。
● 图面积（O ，H2,B,Q2,O ）为原设计运行的能耗，面积（O ，H3,C,Q2,O ）为水泵转轮二
次优化设计后运行时的能耗，二者面积差H3,H2,B,C,H3即为可节约的能耗。
流量Q（m3/h）
扬程H(m)
H
Q1Q2
流量Q（m3/h）
扬程H(m)
H
Q1Q2。
水泵的性能曲线图分析
水泵的性能曲线图分析文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-水泵的性能曲线图分析：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。
水泵的性能曲线图上水平座标标示流量，垂直座标标示压力（扬程），其中有根流量与压力曲线，一般情况下当压力升高时流量下降，你可以根据压力查到流量，也可从流量查到压力；还有根效率曲线，其这中间高，两边低，标明流量与压力在中间段是效率最高，因此我们选泵时要注意泵运行时的压力与流量，处于效率曲线最高附近；再有一个功率（轴功率）曲线，其一般随流量增加而增加。
注意其轴功率不应超过电机功率。
1、曲线:Q-H,流量与扬程曲线趋势图，粗线是推荐工作范围。
扬程--流量曲线以离心式水泵为例，水泵性能曲线图包含有Q-H（流量-扬程）、Q-N（流量-功率）、Q-n（流量-效率）及Q-Hs（流量-允许吸上真空高度）。
每一个流量Q都相应于一定的扬程H、轴功率N、效率n和允许吸上真空高度Hs 。
扬程是随流量的增大而下降的。
Q-H（流量-扬程）是一条不规则的曲线。
相应于效率最高值的（Qo，Ho）点的参数，即为水泵铭牌上所列的各数据。
它将是该水泵最经济工作的一个点。
在该点左右的一定范围内（一般不低于最高效率点的10%左右）都属于效率较高的区段，称为水泵的高效段。
在选泵时，应使泵站设计所要求的流量和扬程能落在高效段范围内。
因无法上图，请自找一幅水泵性能曲线图对照着看。
主要就这些了。
GPM :加仑/分钟,流量单位 3.=gallons per minute 加仑/分,每分钟加仑数(等于4.546升/分)273L/h。
其中ft是英尺，表示扬程。
1英尺=12英寸, 1英寸=2.54厘米所以, 1英尺=12×2.54=30.48厘米=0.3048米.比如说自来水管道压力为0.2Mpa，它能供到多高的高度呢转换公式是什么请大家告诉我一下！谢谢转换公式:高度H=P/(ρg)压力为 P=0.2 Mpa=200000 Pa 高度H=P/(ρg)=200000/(1000*9.8)= 20.41 m以上是静压转换为压力高度的计算公式，实际在使用时，水以某一流量沿管道流动，流动中有沿程水头损失和局部水头损失，水并不能供到上述高度，应是上述高度再减去水在管道流动的水头损失。
水泵基本参数及特性曲线讲解
度 β 1、 β 2--叶 轮 的 叶 片 进 出 口 安 放 角 D 0--叶 轮 进 口
直径
第二章
18
二、泵壳
1、作用:
水流通道、导流，其渐扩面的 设计应尽量减小速度梯度，保 证良好的水力条件
2、形状:蜗壳形、螺旋形
特点：渐扩断面时流速保 持常数，出口扩散管使流速降 低增加压能以减小水力损失
第二章
43
理论分析
理论分析（P18图2-19 公式2-15） 理论扬程基本方程
HT
1 g
u2Cu2
=
HT 1 g(u22u2Cr2ctg2)
2 =90
HT
u
2 2
g
2 >90
HT
u
2 2
g
2 <90°
HT
u
2 2
g
（—后弯式叶片理论扬程最小）
第二章
44
后弯式叶片示意
W2 C2r C2
第二章
流线
流面 流线和流面
13Βιβλιοθήκη 二、构成P4图2-2单级单吸式离心泵 ， 图2-3叶轮 叶轮、泵壳、泵轴、轴承、进水口、扩压室、支座、轴封 吸水管、出水管
第二章
14
三、工作过程
P5图2-3 1、离心、真空→工作、连续 2、能量的转换及损失
第二章
15
第二节 离心泵主要零件
根据工作原理理解主要部件的结构及其作用 P5图2-4 重点五大部件，结合认识实习进一步建立感性认识 依次为：
(P10图2-15、16) 单吸离心泵，由于叶轮在轴向上缺乏对称性，工作是 前后两侧水压力不同，产生轴向推力
习题：
1、理解离心泵的工作原理及工作过程 2、离心泵主要部件及作用
水泵特性曲线
通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线，实质上，离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式，通过实测求得。
特性曲线包括：流量-扬程曲线（Q-H），流量-效率曲线（Q-η），流量-功率曲线（Q-N），流量-汽蚀余量曲线（Q-（NPSH）r），性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程，功率，效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点，最佳工况点一般为设计工况点。
一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近。
在实践选效率区间运行，即节能，又能保证泵正常工作，因此了解泵的性能参数相当重要。
什么叫泵的效率？公式如何？指泵的有效功率和轴功率之比。
η=Pe/P泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。
有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
天牛船泥泵计算Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000（KW）ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）γ：泵输送液体的重度γ=ρg（N/ m3）g：重力加速度（m/s）质量流量Qm=ρQ(t/h 或kg/s)什么是泵的全性能测试台？能通过精密仪器准确测试出泵的全部性能参数的设备为全性能测试台。
国家标准精度为B级。
流量用精密蜗轮流量计测定，扬程用精密压力表测定。
吸程用精密真空表测定。
功率用精密轴功率机测定。
转速用转速表测定。
效率根据实测值：n=rQ102计算什么叫泵的效率？公式如何？答：指泵的有效功率和轴功率之比。
η=Pe/P 泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。
有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 （KW）ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）γ：泵输送液体的重度γ=ρg （N/ m3）g：重力加速度（m/s）质量流量Qm=ρQ (t/h 或kg/s)我只知道物体旋转时会产生一个轴向的力，但是不知道如何计算，和转速直径还是质量有关，还是都有关系。
水泵性能曲线
离心泵的特性曲线分析
水泵的特性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。
水泵的特性参数如流量Q 扬程H 轴功率N 转速n有效率η之间存在的一定的关系。
他们之间的量值变化关系用曲线来表示，这种曲线就称为水泵的特性曲线。
水泵特性曲线主要有三条曲线：流量—扬程曲线，流量—功率曲线，流量—有效率曲线。
A、流量—功率曲线
轴功率是随着流量而增加的，当流量Q=0时，相应的轴功率并不等于零，而为一定值（约正常运行的60%左右）。
这个功率主要消耗于机械损失上。
此时水泵里是充满水的，如果长时间的运行，会导致泵内温度不断升高，泵壳，轴承会发热，严重时可能使泵体热力变形，我们称为“闷水头”，此时扬程为最大值，当出水阀逐渐打开时，流量就会逐渐增加，轴功率亦缓慢的增加。
B、流量—扬程特性曲线
它是离心泵的基本的特性曲线。
比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特点（既中间凸起，两边下弯），称驼峰特性曲线。
比转速在80～150之间的离心泵具有平坦的特性曲线。
比转数在150以上的离心泵具有陡降特性曲线。
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。
C、流量—有效率曲线
它的曲线象山头形状，当流量为零时，有效率也等于零，随着流量的增大，有效率也逐渐的增加，但增加到一定数值之后有效率就下降了，有效率有一个最高值，在最高有效率点附近，有效率都比较高，这个区域称为高有效率区。
水泵变频运行的特性曲线
水泵变频运行的特性曲线The manuscript was revised on the evening of 2021水泵变频运行的特性曲线（一）1?引言水泵采用变频调速可以达到很好的节能效果，这在同行业中已经有很多人写了大量的论文进行论述。
但其结果却有很多不尽人意的地方，有很多结论甚至是错误的和无法解释清楚的，本文以简易的图解分析法来进行进一步的解释和分析。
2?水泵变频运行分析的误区有很多人在水泵变频运行的分析中都习惯引用风机水泵中的比例定律流量比例定律 Q1/Q2=n1/n2扬程比例定律H1/H2=(n1/n2)2轴功率比例定律P1/P2=(n1/n2)3并由此得出结论:水泵的流量与转速成正比，水泵的扬程与转速的平方成正比，水泵的输出功率与转速的3次方成正比。
以上结论确实是由风机和水泵的比例定律中引导出来的，但是却无法解释如下问题:(1) 为什么水泵变频运行时频率在30~35Hz以上时才出水(2) 为什么水泵在不出水时电流和功率极小，一旦出水时电流和功率会有一个突跳，然后才随着转速的升高而升高绘制水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线很多人绘制出水泵的性能特性曲线和管道阻力曲线如图1所示。
图1 水泵的特性曲线图1中，水泵在工频运行的特性曲线为F1，额定工作点为A，额定流量Q A，额定扬程H A，管网理想阻力曲线R1=K1Q与流量Q成正比。
采用节流调节时的实际管网阻力曲线R2，工作点为B，流量Q B，扬程H B。
采用变频调速且没有节流的特性曲线F2，理想工作点为C，流量Q C，扬程H C;这里Q B=Q C。
按图1中所示曲线，要想用调速的方法将流量降到零，必须将变频器的频率也降到零，但这与实际情况是不相符的。
实际水泵变频调速时，频率降到30~35Hz 以下时就不出水了，流量已经降到零。
变频泵与工频泵并联变频泵与工频泵并联运行时，由于工频泵出口压力大，变频泵出口压力小，因此怀疑变频泵是否会不出水是否工频泵的水会向变频泵倒灌3?以上分析的误区(1) 相似定律确实是风机水泵在理论分析当中的一条很重要的定律，它表明相似泵(或风机)在相似工况下运行时，对应各参数之相互关系的计算公式。
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。
水泵全特性曲线分析
水泵全特性曲线分析摘要：本文通过水泵全特性曲线分析，利用通用公式和就近取值的两种方法，得到不同比转速水泵全特性曲线的数值化离散数据，分析两种方法数据差异，并通过工程实例进行停泵水锤计算，研究比转速差异对大管径长距离高扬程管道水力过渡过程的影响，为同类工程停泵水锤计算提供参考。
关键字：大管径长距离高扬程，停泵水锤；全特性曲线；通用公式；一、前言近年来，由于人口的持续增长和经济的高速发展，工农业和人民生活用水持续增加，城市用水量大幅度提高。
以前城市常就近取用地表水和开采地下水，但由于近市水源及河流的污染，地表水水质恶化；过度开采引起地下水位下降而导致地面沉降，使得人们不得不远距离取水。
因此，近年来我国长距离输水工程逐年增多，如天津引滦工程、大连引碧工程、上海黄浦江上游引水工程、内蒙古引黄工程、引黄济青工程、引黄入晋工程、西安黑河引水工程、南水北调工程等，还有众多为解决各城市生产生活用水而兴建的各种长距离输水工程。
其中尤以高扬程多起伏的输水管线的安全运行问题最常见而又最突出，对高扬程多起伏的输水管线进行安全有效的水锤防护，其前提是能进行停泵水锤升压的精确计算，而这种精确计算的前提是必须有可靠的水泵全特性曲线的数值化数据。
因此，本文通过对水泵全特性曲线分析，利用通用公式和就近取值的两种方法得到的不同比转速水泵的全面特性曲线的数值化离散数据，然后利用大管径长距离高扬程管道工程实例进行停泵水锤水力过渡过程的影响研究。
二、停泵水锤计算方法概述根据相关的科技文献和技术资料，目前常用的停泵水锤计算方法有: 数解综合法、图解法、电算法等。
各种方法的特点简介如下。
1．数解综合法20世纪30年代前，数解综合法停泵水锤计算主要是应用相应的方程式和水泵全特性曲线图进行反复的算术计算和量图取值，工作量十分浩繁。
通常只能解决上、下游边界条件比较简单的水锤问题，并且，计算精度有限。
2．图解法从30至60年代，停泵水锤计算的图解法逐渐发展完善起来并被广泛的使用。
水泵的性能曲线图分析
水泵的性能曲线图分析：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。
水泵的性能曲线图上水平座标标示流量，垂直座标标示压力（扬程），其中有根流量与压力曲线，一般情况下当压力升高时流量下降，你可以根据压力查到流量，也可从流量查到压力；还有根效率曲线，其这中间高，两边低，标明流量与压力在中间段是效率最高，因此我们选泵时要注意泵运行时的压力与流量，处于效率曲线最高附近；再有一个功率（轴功率）曲线，其一般随流量增加而增加。
注意其轴功率不应超过电机功率。
1、曲线:Q-H,流量与扬程曲线趋势图，粗线是推荐工作范围。
扬程--流量曲线以离心式水泵为例，水泵性能曲线图包含有Q-H（流量-扬程）、Q-N（流量-功率）、Q-n（流量-效率）及Q-Hs（流量-允许吸上真空高度）。
每一个流量Q都相应于一定的扬程H、轴功率N、效率n和允许吸上真空高度Hs 。
扬程是随流量的增大而下降的。
Q-H（流量-扬程）是一条不规则的曲线。
相应于效率最高值的（Qo，Ho）点的参数，即为水泵铭牌上所列的各数据。
它将是该水泵最经济工作的一个点。
在该点左右的一定范围内（一般不低于最高效率点的10%左右）都属于效率较高的区段，称为水泵的高效段。
在选泵时，应使泵站设计所要求的流量和扬程能落在高效段范围内。
因无法上图，请自找一幅水泵性能曲线图对照着看。
主要就这些了。
GPM :加仑/分钟,流量单位 3.=gallons per minute 加仑/分,每分钟加仑数(等于4.546升/分) 273L/h。
其中ft是英尺，表示扬程。
1英尺=12英寸, 1英寸=2.54厘米所以, 1英尺=12×2.54=30.48厘米=0.3048米.比如说自来水管道压力为0.2Mpa，它能供到多高的高度呢？转换公式是什么？请大家告诉我一下！谢谢转换公式:高度H=P/(ρg)压力为P=0.2 Mpa=200000 Pa 高度H=P/(ρg)=200000/(1000*9.8)= 20.41 m 以上是静压转换为压力高度的计算公式，实际在使用时，水以某一流量沿管道流动，流动中有沿程水头损失和局部水头损失，水并不能供到上述高度，应是上述高度再减去水在管道流动的水头损失。
长输水系统水泵全特性曲线研究综述
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·30·2021年第17期文章编号：2095－6835（2021）17－0030－02长输水系统水泵全特性曲线研究综述谷明行（华北水利水电大学电力学院，河南郑州450000；浙江水利水电学院水利与海洋工程研究所，浙江杭州310018）摘要：在长输水系统中，由于管道长，管线高低起伏，容易出现水锤事故。
水泵全特性曲线作为水泵运行工况极其重要的性能参数，对水力过渡过程计算有着重要影响。
传统的就近取值法计算精度不高。
曲线拟合方法，是得到每种比转速的水泵对应的水泵全特性曲线的关键技术。
对现有的拟合方法进行综述，论述了它们的性质、优缺点并作出评价。
为正确利用现有水泵的四象限特性数据求取其他比转速水泵的四象限特性数据提供理论依据，为科学评估水泵机组特性对有压输水工程水锤的影响提供支撑。
关键词：水泵特性；水泵全性能曲线；曲线拟合；水锤中图分类号：TH38文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2021.17.010中国水资源南多北少，水资源时空分布差异大，为了解决北部以及西北的供水问题，中国近年来建设了一大批输水工程，完成对水资源的合理调度，推动国民经济发展，如南水北调工程[1]、山西省万家寨引黄工程、云南大理海东三岔河引水工程、辽宁观音阁水库输水工程等。
在长输水工程中，有压管道输水是其中重要的输水方式，水锤问题是长距离有压管道输水工程最常见而又突出的问题，长距离输水线路发生严重水锤引起爆管问题频频发生，因此研究长距离有压输水工程中水泵特性对水锤的影响，对长距离输水管道的安全防护具有重要意义。
1水泵特性及其水泵特性曲线的研究水泵特性曲线是描绘水泵主要性能参数的关系曲线，从目前研究的深度和广度来看，其种类和数量已不能满足水力过渡过程计算的需要。
所以当某一水泵的全特性曲线未知或不能实际测定时，往往要选择取用现有的、与该水泵同类型且N s相近的全性能曲线。
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水泵全特性曲线分析摘要：本文通过水泵全特性曲线分析，利用通用公式和就近取值的两种方法，得到不同比转速水泵全特性曲线的数值化离散数据，分析两种方法数据差异，并通过工程实例进行停泵水锤计算，研究比转速差异对大管径长距离高扬程管道水力过渡过程的影响，为同类工程停泵水锤计算提供参考。
关键字：大管径长距离高扬程，停泵水锤；全特性曲线；通用公式；一、前言近年来，由于人口的持续增长和经济的高速发展，工农业和人民生活用水持续增加，城市用水量大幅度提高。
以前城市常就近取用地表水和开采地下水，但由于近市水源及河流的污染，地表水水质恶化；过度开采引起地下水位下降而导致地面沉降，使得人们不得不远距离取水。
因此，近年来我国长距离输水工程逐年增多，如天津引滦工程、大连引碧工程、上海黄浦江上游引水工程、内蒙古引黄工程、引黄济青工程、引黄入晋工程、西安黑河引水工程、南水北调工程等，还有众多为解决各城市生产生活用水而兴建的各种长距离输水工程。
其中尤以高扬程多起伏的输水管线的安全运行问题最常见而又最突出，对高扬程多起伏的输水管线进行安全有效的水锤防护，其前提是能进行停泵水锤升压的精确计算，而这种精确计算的前提是必须有可靠的水泵全特性曲线的数值化数据。
因此，本文通过对水泵全特性曲线分析，利用通用公式和就近取值的两种方法得到的不同比转速水泵的全面特性曲线的数值化离散数据，然后利用大管径长距离高扬程管道工程实例进行停泵水锤水力过渡过程的影响研究。
二、停泵水锤计算方法概述根据相关的科技文献和技术资料，目前常用的停泵水锤计算方法有: 数解综合法、图解法、电算法等。
各种方法的特点简介如下。
1．数解综合法20世纪30年代前，数解综合法停泵水锤计算主要是应用相应的方程式和水泵全特性曲线图进行反复的算术计算和量图取值，工作量十分浩繁。
通常只能解决上、下游边界条件比较简单的水锤问题，并且，计算精度有限。
2．图解法从30至60年代，停泵水锤计算的图解法逐渐发展完善起来并被广泛的使用。
图解法是在不计管路摩阻情况下根据共轭方程，将边界条件和水锤波的推移表示为以h和v为坐标的图形，进行水锤升压计算，有简捷和直观的优点，但图解法要求精细的作图，并且必须逐点手绘，计算和制图工作量很大，且因不及摩阻，精度也很低。
3．电算法从60年代起，随着电子计算机的发展，用电算求解水锤问题日益得到重视。
它的基础也是水锤基本微分方程式，借助于特征线，将该基本方程转化为便于计算机运算的有限差分方程式。
电算法需要将水泵全特性曲线数值化，并编制电算程序，它不但解决复杂的管路系统和边界条件的水锤课题，而且计算精度高，计算效率也能大幅提高。
电算法也是目前应用最广泛的一种方法。
停泵水锤计算方法，目前公认的最为精确的也是规范规定的计算方法为特征线法，其中水泵水力过度性能是其重要的边界条件，只有对其过程进行准确的计算模拟，才能使停泵水锤计算满足工程要求的准确程度，而这种准确计算的前提是必须有精确的水泵全特性曲线的数值，然而现有的不同比转速的水泵全特性曲线的资料不够完善不足以满足停泵水锤计算的需要，常用的三种比转速的水泵全面特性曲线数值化数据有三种：ns =128的离心泵；ns =530的混流泵； ns =950的轴流泵。
实际输水工程中可能用到各种不同比转速的水泵，如何保证停泵水锤的准确计算，成为输水管道安全运行的重要课题之一。
常用的水泵全特性曲线的数值的获取方法有：实测法、就近取值法和利用通用公式三种方法，后两种方法对停泵水锤的计算的影响差异大小及哪种更为精确？本文利用大管径长距离高扬程输水管线工程实例对其影响及差异进行研究。
三、水泵全特性曲线分析及获得两种离散数据的方法1．水泵全特性曲线分析水泵全特性曲线是停泵水锤的电算方法的基础。
水泵全特性曲线是在流量q和转速n的坐标系统中表示所有工况下，将总扬程h 和力矩m均以等值线的方法绘出，而且全面的反映了水泵的八种工况的八个区间。
同正常水泵的特性曲线的求得一样，仅从理论上分析，不可能得出水泵的全特性曲线的，因此只能以实验方法为依据，然后得到离散的数据。
水泵全特性曲线的改造是以水泵相似理论为基础的，根据相似理论，对于同一台水泵即线性比为1时，相似工况的各参数则有如下的比例关系：横坐标的变化幅度为0至2π，纵坐标的变化幅度也将相当有限，这就可在有限的坐标系统中绘出整个曲线了。
由于wh(x)和wm(x)曲线的形状比较复杂，很难用简单的数学公式对它作比较满意的近似描述。
克纳普（knapp）等提出的水泵全特性曲线实验资料，经过以上各个步骤改造为无因次曲线后，再从曲线上取下的离散数据，即从x=0至x=2π，以等分间距，取下89个wh(x)和89 wm(x)个离散值，按x的次序（由0至2π）排列，根据实际使用的经验，有了这么多离散数据，在加上线性内插，已可相当准确地模拟原性能曲线了。
2、不同水泵比转速离散数据的三种获得方法2.1实测法泵全特性曲线数值化的实测法是：利用实测得到不同比转速水泵的全特性曲线，通过对其改造，依据水泵相似理论，得到wh(x)、wm(x) 的89组离散数据；测定水泵的全特性曲线用的实验设备应使被测定的水泵处于各种工况，即可使水泵正、反转，使水正、反流，功率可为正、可为负，并能够调节转速。
可以看出，全特性曲线的测定是一项特别繁杂的工作。
到目前为止，利用此法获得水泵全面特性曲线数值化数据仅有ns =128的离心泵； ns =530的混流泵； ns =950的轴流泵三种。
2.2就近取值法就近取值法是：以现有的实测比转速ns为128、530、950的水泵全特性曲线的数值化数据为基础，比较实际工程实例的水泵比转速与这三种比转速哪个更接近，就用采用其离散数值化数据作为工程实例中水泵的全特性曲线的数值化数据，并进行停泵水锤电算。
此法适用于，当实际所使用的水泵的比转速，与某一已有资料的泵的比转速比较接近时，可近似利用这种水泵的全特性曲线的数值化数据进行计算。
2.3通用公式法但实际所使用的泵没有比转速相接近的比转速可利用时，原武汉水利电力学院的刘竹溪、刘光临提出的水泵通用模型可供参考。
通用模型根据比转速为80、128、530、和950的四种泵的试验资料，绘制成wh(x)—（x）和wm(x)—（x）曲线，发现在x一定的情况下，wh(x)和wm(x) 值都随着ns作规律性的变化，即在x 一定的条件下，wh(x)和wm(x) 值都能写成ns的函数。
并利用下列函数表达式。
，进行曲线拟合，式中和(i=0、1、2、3)可通过已知的四种ns水泵的wh(x)和wm(x)值来确定。
利用此法得到89组和(i=0、1、2、3)的值，即把等分89份，每个，最终得到0到之间的89组wh(x)和wm(x)离散数据。
本文就是利用就近取值法和通用公式法获得两组不同的水泵全性能曲线的数值化数据，研究其数值差异对大管径长距离高扬程输水管线工程实例水力过渡过程的影响。
三、大管径长距离高扬程输水管线工程实例水力过渡过程1. 工程实例：西北某长距离输水工程，设计输水流量4.9m3/s。
压力流输水管线长约8.9km， -183.02m～2577.67m为dn1600钢管，2577.67m～7642.13m管段为dn1600的pccp-e管，7642.13m～8739.24m管段为dn1600的pccp-e管。
鉴于管线复杂，管道中含气问题，估定水锤波速值为860m/s。
水泵型号：rdlo600-1075a；额定工况: 额定流量qn=1.26m3/s；额定扬程hn=166.4m；额定效率ηn=88%；额定转速：993r/min ；额定转矩：24503.13n.m2，水泵比转速：2.水泵全特性曲线数值化数据的获取就近取值法数据获取：根据现有的实测比转速ns为128、530、950的水泵全特性曲线的数值化数据，此工程ns=63与比转速ns=128最接近，可近似利用ns=128水泵的全特性曲线的数值化数据代替ns=63进行停泵水锤升压计算，并用ns=530全面特性曲线wh(x)、wm(x)数值化数据作为对比，验证就近取值方法的可靠性。
通用公式法数据获取：利用曲线拟合得到89组和数据求，利用通用公式，将ns=63 带入公式中计算水泵的wh(x)和wm(x)值来确定。
ns=63,128,530的wh(x)3.停泵水锤升压计算的影响本工程是一个长距离、高扬程、大管径的输水工程，分别利用由就近取值法和通用公式法得到的水泵全特性曲线的数值化数据进行加压泵站、8.9km加压输水管线停泵水锤水力过渡过程计算，给出水压包络线，研究数值化数据的差异对停泵水锤升压的影响。
由该停泵水锤包络线可见，无论采用何种比转速水泵全特性曲线，管道均全线水柱中断，而多处断流弥合水锤及其叠加引起的管道升压可高达800m 以上，水泵全特性曲线的影响已体现不出来；另外，在水泵出口处不安装缓闭止回阀，管道沿线不安装缓冲排气阀时，水泵全特性曲线差异对停泵水锤升压变化情况与此曲线基本相同。
水泵出口安装缓闭止回阀，沿线安装缓冲排气阀，缓闭止回阀整定为10s快关60 °，总关由上述停泵水锤暂态包络线可见：采用 ns=63和ns=128的水泵全特性曲线计算的水锤升压值差别不大，且均在管道承压线范围之内，可保证管道安全，而采用ns=530的水泵全特性曲线时，停泵水锤升压奇高，可达800m水柱以上，且管道断流情况严重，安全很难保证。
五、结论不同比转速ns的水泵全特性曲线具有较大的差异，依据相似理论对水泵全特性曲线的数值化改造，在理论上是可行的，为停泵水锤计算打下了基础。
同类型水泵特性曲线的趋势相同，且差异不大，特性曲线数值化后，也有相同的特点。
目前，水泵全特性曲线的资料不多，仅有ns=128、530、950三种，当实用水泵比转速ns没有全特性曲线资料时，无论采用通用公式法计算还是就近取用现有水泵全特性曲线数据，结果差异不大。
当实际水泵没有与之相同ns的水泵全特性曲线数值资料时，应就近选取同类型泵的全特性曲线数值，如果选错，管路水锤计算可能失真，即不准确。
参考文献【1】金锥,姜乃昌,王兴华等.《停泵水锤及其防护》.第二版.北京:中国建筑工业出版社,2004: 1, 11-12.【2】于必录主编. 《水力过渡过程》.武汉水力电力学院1984年2月【3】中国市政工程东北设计研究院、长安大学主编.《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》.中国计划出版社.2005 【4】[美] eb怀特，v l斯特里特.《瞬变流》. 北京:水力电力出版社，1983【4】刘竹溪刘光临等.《泵站水锤及其防护》. 水利电力出版社.1985.6注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。