【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 以保護(hù)電機(jī) ， 防止過(guò)載 。如一般離心泵在 Q=0時(shí)軸功率最小 ， 所以關(guān)閉排出閘門啟動(dòng)或停止離心泵最有利 。 3） ηQ特性曲線 ? 是檢驗(yàn)離心泵工作經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。最優(yōu)工況點(diǎn)附近的區(qū)域稱為高效工作區(qū)。 一般取最高效率點(diǎn)以下 7%范圍內(nèi)各點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的工況點(diǎn)為高效工作區(qū)。是離心泵的經(jīng)濟(jì)工作區(qū)。離心泵不在高效工作區(qū)工作是不合理的。 高效點(diǎn) 額定工況 高效區(qū) 4） ΔhQ特性曲線 ? 允許汽蝕余量 Δh隨流量 Q的增大而增大 .說(shuō)明 Q增大時(shí) ,所需要留有的汽蝕余量 Δh也要增大。 5） 〔 Hs 〕 Q特性曲線 ? 允許吸上真空度 〔 Hs〕 隨流量 Q的增大而減小 .說(shuō)明 Q增大時(shí) ,所允許的安裝高度應(yīng)當(dāng)降低。 離心泵性能的改變與換算 影響離心泵的性能的因素很多，其中包括 液體性質(zhì)（密度 ρ和粘度 μ等）、泵的結(jié)構(gòu)尺寸（如 D2和 β2）、泵的轉(zhuǎn)速 n等。當(dāng)這些參數(shù)任一個(gè)發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)改變泵的性能，此時(shí)需要對(duì)泵的生產(chǎn)廠家提供的性能參數(shù)或特性曲線進(jìn)行換算。 1．液體物性的影響 （ 1） 密度的影響 離心泵的流量、壓頭均與液體密度無(wú)關(guān)，效率也不隨液體密度而改變，因而當(dāng)被輸送液體密度發(fā)生變化時(shí)， HQ與 ηQ曲線基本不變，但泵的軸功率與液體密度成正比。 （２）液體粘度對(duì)離心泵的特性曲線的影響 1． 隨著液體粘度的增加 ， HQ曲線和 ηQ曲線都要下降 ， N軸 Q曲線卻要上升 。原因是流道的邊界層加厚 ， 且液體的摩擦阻力增大 。 2． 當(dāng)被輸送液體粘度比清水大 1020倍時(shí) ， 離心泵的特性曲線變化很小 ， 即粘度影響可以忽略不計(jì) 。 當(dāng)被輸送液體粘度比清水大 3050倍時(shí) ， 泵的 HQ曲線與輸水時(shí)仍很接近 。 但同一流量下的軸功率比輸水時(shí)大 。 當(dāng)被輸送液體粘度比清水大 50倍以上時(shí) ， 則同一流量下的軸功率和效率都有較大變化 。其特性曲線就需要進(jìn)行換算 。 ：前蘇聯(lián)國(guó)家石油機(jī)械研究設(shè)計(jì)院 、 美國(guó)水力協(xié)會(huì) 。 圖 229 2． 離心泵轉(zhuǎn)速的影響 由離心泵的基本方程式可知，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時(shí)，泵的流量、壓頭隨之發(fā)生變化，并引起泵的效率和功率的相應(yīng)改變。當(dāng)液體的粘度不大，效率變化不明顯，不同轉(zhuǎn)速下泵的流量、壓頭和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系可近似表達(dá)成如下各式，即 Q H N1轉(zhuǎn)速為 n1時(shí)泵的性能； Q H N2轉(zhuǎn)速為 n2時(shí)泵的性能 ； 3．離心泵葉輪直徑的影響 當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，泵的基本方程式表明，其流量、壓頭與葉輪直徑有關(guān)。對(duì)于同一型號(hào)的泵，可換用直徑較小的葉輪（除葉輪出口其寬度稍有變化外，其它尺寸不變），此時(shí)泵的流量、壓頭和功率與葉輪直徑的近似關(guān)系為 Q’、 H’、 N’轉(zhuǎn)速為 D2’時(shí)泵的性能； Q、 H、 N轉(zhuǎn)速為 D2時(shí)泵的性能； 離心泵的工作點(diǎn) (三 ).離心泵的工作點(diǎn) 離心泵工況點(diǎn)的建立 任何一臺(tái)離心泵都必須和管線系統(tǒng)聯(lián)合工作 . ,其規(guī)律是泵的特性曲線 HQ. , 其規(guī)律是 hQ曲線 .關(guān)系式為 h阻 =Σ(λ li/di+ξ i)v2/(2g)=aQ2 稱為管線特性曲線 . : 1)能量守恒 ,H=H靜 +h 2)質(zhì)量守恒 ,Q=QG 離心泵的工作點(diǎn) ? 當(dāng)離心泵安裝在一管路中時(shí)，泵所提供的壓頭與流量，必然和管路所要求的壓頭與流量相一致才能工作，因此 同時(shí)滿足管路特性和泵特性的點(diǎn)稱為泵的工作點(diǎn)。 ? 有些低比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵，其 HQ性能曲線常常是駝峰型的。 ? 如圖：使用一臺(tái) HQ性能曲線呈駝峰型的離心泵，把液體輸送到一個(gè)高位儲(chǔ)罐中去，同時(shí)，從儲(chǔ)罐中又抽出比泵送的量小的液體。 ? 現(xiàn)象 ：管路周期性的水擊、噪音和振動(dòng)。 ? 喘振條件 ： 1. HQ性能曲線呈駝峰型； 由升降的液面。 ? 目的：是獲得較高的壓頭 .如圖 280 ? 特點(diǎn) :Q1=Q2=Q, ? H=H1+H2。 ? 串聯(lián)特性曲線為 Ⅲ, ? 工況點(diǎn)為 點(diǎn)為 A A2, ? 串聯(lián)時(shí)必須注意使各泵在高效區(qū)內(nèi)工作 ， 并檢查后一級(jí)的泵殼和密封的承受壓力情況 。 目的：獲得較大的流量 .如圖281 特點(diǎn)： Q=Q1+Q2, H=H1=H2, 總特性曲線為 Ⅲ ， 聯(lián)合工況點(diǎn)為 A/,各泵的工況點(diǎn)為 A A2, 并聯(lián)時(shí)也必須注意使各泵在高效區(qū)內(nèi)工作 。 當(dāng)管路特性曲線太陡時(shí) ， 得不到較大的流量 兩臺(tái)特性相同的泵串聯(lián)或并聯(lián)工作 聯(lián)合工作的工況與管線特性有關(guān) .如圖 282. I 為泵單獨(dú)工作時(shí)的 HQ特性曲線 。 II 為兩臺(tái)泵并聯(lián)工作時(shí)的 HQ特性曲線 。 III 為兩臺(tái)泵串聯(lián)工作時(shí)的HQ特性曲線 。 當(dāng)管線特性曲線為 H管 Q管 時(shí) ,串并聯(lián)的效果相同； 當(dāng)管線特性曲線為 H/管 Q/管 時(shí) ,并聯(lián)能獲得較大的流量。 當(dāng)管線特性曲線為 H//管 Q//管時(shí) ,串聯(lián)能獲得較大的壓頭。 思考： 161圖流量小于 QC什么情況？圖 163C點(diǎn)說(shuō)明什么？ 兩臺(tái)同性能但相距很遠(yuǎn)的泵串聯(lián)工作 泵 1和 2相距很遠(yuǎn)，進(jìn)行串聯(lián)工作（例如長(zhǎng)輸管道用油泵）時(shí)裝置特性畫法：在疊加兩泵性能曲線之前，應(yīng)先將泵間管路ＡＢ對(duì)泵１的影響考慮進(jìn)去。 離心泵在分支管路、交匯管路中工作的裝置特性 ? ? 經(jīng)過(guò)一臺(tái)泵（或幾臺(tái)串、并聯(lián)）將油品同時(shí)輸往二處或幾處時(shí)，要采取分支管路來(lái)工作，如圖。 油品經(jīng)管１經(jīng)過(guò)泵后再沿管２和管３分別輸送到兩處。方法：畫出管路特性曲線１２３，管２和３是并聯(lián)，曲線相加，然后和１串聯(lián)得到總管路曲線。 思考：怎樣得到管１２３中的流量 ２ .在交匯管路上工作的裝置特性 ? 在石油生產(chǎn)中，礦區(qū)中各轉(zhuǎn)油站的原油匯集后輸往油庫(kù)的管路屬于交匯管路，如圖設(shè)兩泵分別從ＡＢ兩油罐吸入油品，并經(jīng)過(guò)兩條相當(dāng)長(zhǎng)的管路１２把油品送到匯合點(diǎn)Ｏ，然后經(jīng)過(guò)管路３把油品送到儲(chǔ)油處Ｃ。 問(wèn)題：如何得到１２管流量揚(yáng)程？ 對(duì)泵進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上是改變泵的工作點(diǎn)。由于工作點(diǎn)是由泵及管路特性共同決定的，因此，改變?nèi)我粭l特性曲線均可達(dá)到流量調(diào)節(jié)的目的。 改變工況點(diǎn)三種途徑： 改變泵特性曲線 改變管路特性曲線 同時(shí)改變泵和管路特性曲線 即 調(diào)節(jié)排出閘門的開啟度 .如圖 277所示 .優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單 ,調(diào)節(jié)方便 ,缺點(diǎn)是耗能大 ,效率低 . ? 改變泵軸轉(zhuǎn)速 。 ? 如圖 278,優(yōu)點(diǎn)是不造成附加能量損失 ,調(diào)節(jié)效率高 。缺點(diǎn)是需要變轉(zhuǎn)速動(dòng)力機(jī)或變頻調(diào)速器 車削定律 :在車削量不大時(shí) ， 車削前后的特性參數(shù)關(guān)系是： Q’/Q=D2’/D H’/H= (D2’/D)2 N 軸 ’ / N 軸 = (D2’/D)3 優(yōu)點(diǎn) :與原泵幾乎等效率 ,但只能車小 . 泵的高效工作范圍 降低吸入壓力使液體中的溶解氣體分離為自由氣體 ,流體粘度降低 ,密度下降 ,特性曲線改變 .優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能 ,但要以不發(fā)生汽蝕為前提 . 排出管線的旁路調(diào)節(jié) ? 在泵的排出管上另接一條旁路管線，使部分液體流回吸水池，從而達(dá)到既使離心泵正常工作，又使流量得到調(diào)解的目的。 ? 離心泵的串并聯(lián) 離心泵的相似理論及應(yīng)用 一 .離心泵的相似概念和相似公式 1． 相似條件 根據(jù)水力學(xué)的水動(dòng)力相似理論 ， 兩臺(tái)泵相似必須滿足 幾何相似 、 運(yùn)動(dòng)相似 、 動(dòng)力相似 三個(gè)條件 。 在以下討論中把兩臺(tái)進(jìn)行比較的泵分別稱為原形泵和實(shí)際泵 ， 并用右上角打撇的參數(shù)表示實(shí)際泵的參數(shù) 。 ?1） 幾何相似 ， 即流道部分的幾何形狀必須相似：即對(duì)應(yīng)尺寸成比例 ,對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)角相等 ?D1/D1’=D2/D2’=b1/b1’=b2/b2’…… .=δ ?β2k=β2k’,α2k=α2k’,Z=Z’…… .. ?2)運(yùn)動(dòng)相似 ,即兩臺(tái)幾何相似的泵中 ,流道中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的流速方向一致 ,大小成比例 ? c2/c2’=w2/w2’=…… =u2/u2’=D2n/(D2’n’)=δ(n/n’) 3） 動(dòng)力相似 即流道內(nèi)對(duì)應(yīng)點(diǎn)上的力多邊形相似 ,就是流道的對(duì)應(yīng)點(diǎn)上液體的重力 、 壓力和粘性力等都成一定的相似關(guān)系 ， 其中主要是粘性力的影響 。 它主要取決于雷諾數(shù)的大小 。 在一般離心泵中 ， 雷諾數(shù)都很大 ， 因而雷諾數(shù)的一些差異對(duì)液流阻力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響不顯著 ，所以 ， 當(dāng)前兩個(gè)條件滿足時(shí) ， 動(dòng)力相似也往往是滿足的 。 ? 1） 壓頭相似公式 ? H/H’=δ2(n/n’)2, ?2） 流量相似公式 ? Q/Q’=δ3(n/n’) ?3） 功率相似公式 ? N 軸 / N/ 軸 =（ QH） /（ Q/H/） ? 即： ? N軸 / N/軸 =δ5（ n/n/） 3 可見： （ 1） 泵的壓頭與線性尺寸及轉(zhuǎn)速的平方成正比； （ 2） 流量與線性尺寸的三次方 、 與轉(zhuǎn)速的一次方成正比； （ 3） 泵的軸功率與線性尺寸的五次方 、 與轉(zhuǎn)速的三次方成正比； （ 4） 三個(gè)基本相似公式適用于一切葉片式水力機(jī)械 。 同一臺(tái)泵在不同轉(zhuǎn)速下工作時(shí) ， 相當(dāng)于 δ=1的相似泵 ， 它們的特性參數(shù)關(guān)系是 ： ? H’=H(n’/n)2。 ? Q’=Q(n’/n)。 ? N/軸 = N軸 （ n’/n)3 二 .離心泵在改變轉(zhuǎn)速時(shí)的特性曲線與通用特性曲線 ? 利用以上相似公式 ， 可以得出轉(zhuǎn)速改變后的離心泵特性曲線 。 如圖 2－ 30所示 離心泵的通用特性曲線 利用變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心泵可以在不同的各種轉(zhuǎn)速下工作。 把不同轉(zhuǎn)速時(shí)的 HQ曲線繪在同一坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)，并把各條 HQ特性曲線上相同效率的點(diǎn)聯(lián)接起來(lái)，如圖，稱為離心泵的通用特性曲線。利用該曲線可以很快找到各轉(zhuǎn)速下的參數(shù)關(guān)系或者相反，可以很快找到各轉(zhuǎn)速下泵的高效工作范圍。 三 .離心泵的相似準(zhǔn)數(shù) — 比轉(zhuǎn)數(shù) ? 如何將同一類相似泵用同一個(gè)相似準(zhǔn)數(shù)來(lái)描述 ？ 由相似公式： ? H/H’=δ2(n/n’)2………………………… .(1) ? Q/Q’=δ3(n/n’)……………………… ..… (2) ? 為了消除 δ， 將 (1)兩端三次方 ， (2)兩端二次方 , ? H3/H’3=δ6(n/n’)6…………………… ..… (3) ? Q2/Q’2=δ6(n/n’)2……………………… ..(4) ? 將 (3)除以 （ 4） 并整理得 ? Q2n4/H3= Q’2n’4/H’3=…… =常數(shù) ? 兩邊各開 4次方得 ? n√ Q/H3/4= n’√ Q’/H’3/4=…… =常數(shù) ? 由此可見 ,對(duì)一批相似泵 ,無(wú)論其尺寸大小如何 ,它們?cè)谙嗨乒r時(shí)的特性參數(shù)之間存在著如上固定的關(guān)系。為了便于實(shí)際記憶和使用這個(gè)關(guān)系，取其中的一臺(tái)相似泵作為標(biāo)準(zhǔn)泵，它的額定壓頭為 H’=1m 水柱，有效功率 N’= ρ /gQ/H/=（即 Q’= 3/s）時(shí)所具有的轉(zhuǎn)速 n’=n s定義為這類相似泵的比轉(zhuǎn)數(shù)。 ? 將上述數(shù)值代入上式 ， 得 ? n√Q/H 3/4= ns√ ?ns=√Q/H 3/4 ? 定義 ：比轉(zhuǎn)數(shù)是某一類相似泵的標(biāo)準(zhǔn)泵 ,該泵在額定壓頭為 1米水柱 ,有效功率為 （ 1馬力 ） ， 最優(yōu)工況 ， 常溫下打水時(shí)具有的轉(zhuǎn)速 。 用 ns表示 。 ? 可見： ? 1） 一種類型的離心泵只有一個(gè)比轉(zhuǎn)數(shù) ，不同類型的離心泵具有不同的比轉(zhuǎn)數(shù) 。 ?2） 某一臺(tái)泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是其最優(yōu)工況時(shí)的比轉(zhuǎn)數(shù) . ?3） 以上比轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算式適應(yīng)于單級(jí)單吸泵計(jì)算 。對(duì)于多級(jí)單吸泵 ?ns=√ Q/(H/k)3/4 ?對(duì)于單級(jí)雙吸泵 : ?ns=√( Q/2)/(H)3/4 利用比轉(zhuǎn)數(shù) ns的大小 ,可以把種類繁多的葉片式泵分為五類 ,如圖 43所示 . 離心泵的汽蝕現(xiàn)象與最大安裝高度 一 . 離心泵的汽蝕 某溫度下液體的飽和蒸汽壓（汽化壓力）為： 當(dāng)吸入口最低壓力小于此液體的飽和蒸汽壓時(shí)，便出現(xiàn)汽蝕。 ? ⑴ 發(fā)生汽蝕的條件： ? ⑵ 汽蝕特征： vK pp ?vp 離心泵工作時(shí)出現(xiàn)