離心泵特性曲線-文庫吧
2025-07-03 12:50 本頁面
【正文】 根據(jù)式211，當(dāng)葉輪的速度、直徑、葉片的寬度及流量一定時，離心泵的理論壓頭隨葉片的形狀而改變。葉片形狀可分為三種：（見圖23）圖23 葉片形狀對理論壓頭的影響（a）徑向 （b）后彎 （c）前彎后彎葉片 β2＜90176。,ctgβ2＞0 H∞＜ （a）徑向葉片 β2=90176。,ctgβ2=0 H∞= （b）前彎葉片 β2＞90176。,ctgβ2＜0 H∞＞ （c）圖24 離心泵的H∞與QT的關(guān)系在所有三種形式的葉片中，前彎葉片產(chǎn)生的理論壓頭最高。但是，理論壓頭包括勢能的提高和動能的提高兩部分。由圖23可見，相同流量下，前彎葉片的動能較大，而后彎葉片的動能較小。液體動能雖可經(jīng)蝸殼部分地轉(zhuǎn)化為勢能，但在此轉(zhuǎn)化過程中導(dǎo)致較多的能量損失。因此，為獲得較高的能量利用率，離心泵總是采用后彎葉片。（3）理論流量對理論壓頭的影響 從式211可看出β2＞90176。時，H∞隨流量QT增大而加大，如圖24所示。β2=90176。時，H∞與流量QT無關(guān)；β2＜90176。時，H∞隨流量QT增大而減小。213 離心泵的功率與效率 一、泵的有效功率和效率泵在運轉(zhuǎn)過程中由于存在種種能量損失，使泵的實際（有效）壓頭和流量均較理論值為低，即由原動機(jī)提供給泵軸的能量不能全部為液體所獲得，設(shè)H——泵的有效壓頭，即單位重量液體從泵處獲得的能量，m；Q——泵的實際流量，m3/s；ρ——液體密度，kg/m3；Ne——泵的有效功率，即單位時間內(nèi)液體從泵處獲得的機(jī)械能，W。有效功率可寫成 Ne=QHρg （212）由電機(jī)輸入離心泵的功率稱為泵的軸功率，以N表示。有效功率與軸功率之比定義為泵的總效率η，即 （213）一般小型離心泵的效率為50%－70%，大型泵可高達(dá)90%。 二、泵內(nèi)損失 離心泵內(nèi)的損失包括容積損失、水力損失和機(jī)械損失。容積損失是指葉輪出口處高壓液體因機(jī)械泄漏返回葉輪入口所造成的能量損失。在圖25所示的三種葉輪中，敞式葉輪的容積損失較大，但在泵送含固體顆粒的懸浮體時，葉片通道不易堵塞。水力損失是由于實際流體在泵內(nèi)有限葉片作用下各種摩擦阻力損失，包括液體與葉片和殼體的沖擊而形成旋渦，由此造成的機(jī)械能損失。機(jī)械損失則包括旋轉(zhuǎn)葉輪盤面與液體間的摩擦以及軸承機(jī)械摩擦所造成的能量損失。離心泵的效率反映上述三項能量損失的總和。圖25 葉輪的類型(a)敞式 (b)半蔽式 (c)蔽式214 離心泵的特性曲線 一、離心泵的特性曲線離心泵的有效壓頭H，軸功率N及效率η均與輸液流量Q有關(guān)，均是離心泵的主要性能參數(shù)。雖然離心泵的理論壓頭H∞與理論流量QT的關(guān)系已如式211所示，但由于泵的水力損失難以定量計算，因而泵的這些參數(shù)之間的關(guān)系只能通過實驗測定。離心泵出廠前均由泵制造廠測定H―Q，η―Q，N―Q三條曲線，列于產(chǎn)品樣本以供用戶參考。圖26為國產(chǎn)4B20型離心泵的特性曲線。各種型號的泵各有其特性曲線，形狀基本上相同，它們都具有以下的共同點：圖26 4B20型離心水泵的特性曲線 （1）H－Q曲線 表示泵的壓頭與流量的關(guān)系。離心泵的壓頭一般是隨流量的增大而降低。例21 附圖1―流量計；2―壓強表；3―真空計；4―離心泵；5―貯槽（2）N－Q曲線 表示泵的軸功率與流量的關(guān)系。離心泵的軸功率隨流量增大而上升，流量為零時軸功率最小。所以離心泵啟動時，應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥門，使起動電流減小，保護(hù)電機(jī)。（3）η－Q曲線 表示泵的效率與流量的關(guān)系。從圖26的特性曲線看出，當(dāng)Q=0時，η=0；隨著流量的增大，泵的效率隨之上升，并達(dá)到一最大值。以后流量再增大，效率就下降。說明離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點，稱為設(shè)計點。泵在與最高效率相對應(yīng)的流量及壓頭下工作最經(jīng)濟(jì)，所以與最高效率點對應(yīng)的Q、H、N值稱為最佳工況參數(shù)。離心泵的銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)就是指該泵在運行時效率最高點的狀況參數(shù)。根據(jù)輸送條件的要求，離心泵往往不可能正好在最佳工況點運轉(zhuǎn)，因此一般只能規(guī)定一個工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)，通常為最高效率的92%左右，如圖中波折號所示范圍，選用離心泵時，應(yīng)盡可能使泵在此范圍內(nèi)工作?！纠?－1】 離心泵特性曲線的測定附圖為測定離心泵特性曲線的實驗裝置，實驗中已測出如下一組數(shù)據(jù)：泵進(jìn)口處真空表讀數(shù)p1=104Pa(真空度)泵出口處壓強表讀數(shù)p2=105Pa(表壓)泵的流量Q=10－3m3/s吸入管直徑d1=80mm壓出管直徑d2=60mm兩測壓點間垂直距離Z2－Z1=泵由電動機(jī)直接帶動，傳動效率可視為1，實驗介質(zhì)為20℃的清水試計算在此流量下泵的壓頭H、軸功率N和效率η。解：（1）泵的壓頭 在真空表及壓強表所在截面1－1與2－2間列柏努利方程： 式中 Z2－Z1= p1=－104Pa（表壓） p2=105Pa（表壓） u1= u2= 兩測壓口間的管路很短，其間阻力損失可忽略不計，故 H=+ =（2）泵的軸功率 功率表測得功率為電動機(jī)的輸入功率，電動機(jī)本身消耗一部分功率，于是電動機(jī)的輸出功率（等于泵的軸功率）為： N==（3）泵的效率 =在實驗中，如果改變出口閥門的開度，測出不同流量下的有關(guān)數(shù)據(jù)，計算出相應(yīng)的H、N和η
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