第二章流體輸送機(jī)械(編輯修改稿)
2025-07-26 16:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。該曲線最大值相當(dāng)于效率最高點(diǎn)。泵在該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓頭和流量下操作，其效率最高。所以該點(diǎn)為離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)。選泵時(shí)，總是希望泵在最高效率工作，因?yàn)樵诖藯l件下操作最為經(jīng)濟(jì)合理。但實(shí)際上泵往往不可能正好在該條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，一般只能規(guī)定一個(gè)工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)。高效率區(qū)的效率應(yīng)不低于最高效率的92%左右。泵在銘牌上所標(biāo)明的都是最高效率下的流量，壓頭和功率。離心泵產(chǎn)品目錄和說(shuō)明書(shū)上還常常注明最高效率區(qū)的流量、壓頭和功率的范圍等。二．離心泵的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)特性曲線的影響離心泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)定的。當(dāng)轉(zhuǎn)速由n1改變?yōu)閚2時(shí)，其流量、壓頭及功率的近似關(guān)系為 , , 上式稱為比例定律，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化小于20%時(shí)，可認(rèn)為效率不變，用上式進(jìn)行計(jì)算誤差不大。三．葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響當(dāng)葉輪直徑變化不大，轉(zhuǎn)速不變時(shí)，葉輪直徑、流量、壓頭及功率之間的近似關(guān)系為 , , 上式稱為切割定律。四．液體物理性質(zhì)的影響泵生產(chǎn)部門所提供的特性曲線是用清水作實(shí)驗(yàn)求得的。當(dāng)所輸送的液體性質(zhì)與水相差較大時(shí)，要考慮粘度及密度對(duì)特性曲線的影響。１．粘度的影響 所輸送的液體粘度愈大，泵體內(nèi)能量損失愈多。結(jié)果泵的壓頭、流量都要減小，效率下降，而軸功率則要增大，所以特性曲線改變。２．密度的影響 離心泵的壓頭與密度無(wú)關(guān)，這可以從概念上加以說(shuō)明。液體在一定轉(zhuǎn)速下，所受的離心力與液體的密度成正比。但液體由于離心力的作用而取得的壓頭，相當(dāng)于由離心力除以葉輪出口截面積所形成的壓力，再除以液體密度和重力加速度的乘積。這樣密度對(duì)壓頭的影響就消除了。但是，泵的軸功率隨液體密度而改變。因此，當(dāng)被輸送液體的密度與水不同時(shí)，不能使用該泵所提供的Ｎ－Ｑ曲線，而應(yīng)重新計(jì)算。以20oC的水為介質(zhì)，在泵的轉(zhuǎn)速為2900r/min時(shí)，測(cè)定某臺(tái)離心泵性能時(shí)，某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下：流量12m3/h,。，且泵的吸入管路和排出管路直徑相同。測(cè)定裝置如附圖。求：這次實(shí)驗(yàn)中泵的壓頭和效率。解：（1）泵的壓頭以真空表和壓強(qiáng)表所在的截面為41－139。和2－239。，列出以單位重量為衡算基準(zhǔn)的伯努利方程，即 其中，p1=104Pa（表壓）， p2=105Pa（表壓）因測(cè)壓口之間距離較短，流動(dòng)阻力可忽略，即Hf120；故泵的壓頭為：H＝（2）泵的效率，％。分析說(shuō)明：在本實(shí)驗(yàn)中，若改變出口閥的開(kāi)度，測(cè)出不同流量下的若干組有關(guān)數(shù)據(jù)，可按上述方法計(jì)算出相應(yīng)的H及η值，并將HQ、NQ、ηQ關(guān)系標(biāo)繪在坐標(biāo)紙上，即可得到該泵在n＝2900r/min下的特性曲線。31．4 離心泵的工作點(diǎn) 與流量調(diào)節(jié)當(dāng)離心泵安裝在一定的管路系統(tǒng)中工作時(shí)，其壓頭和流量不僅與離心泵本身的特性有關(guān)，而且還取決于管路的工作特性。一．管路特性曲線將泵的H～Q曲線與管路的～Qe曲線繪在同一坐標(biāo)系中，兩曲線的交點(diǎn)稱為泵的工作點(diǎn)M。如圖24所示。圖22 管路特性曲線和泵的工作點(diǎn)1．說(shuō)明 （1） 泵的工作點(diǎn)由泵的特性和管路的特性共同決定，可通過(guò)聯(lián)立求解泵的特性方程和管路的特性方程得到；（2） 安裝在管路中的泵，其輸液量即為管路的流量；在該流量下泵提供的揚(yáng)程也就是管路所需要的外加壓頭。因此，泵的工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的泵壓頭和流量既是泵提供的，也是管路需要的；（3） 工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各性能參數(shù)（）反映了一臺(tái)泵的實(shí)際工作狀態(tài)。當(dāng)離心泵安裝在特定管路系統(tǒng)中工作時(shí)，液體要求泵供給的壓頭Ｈ可由柏努利方程式求得，即 上式中 與管路中液體流量無(wú)關(guān)，在輸液高度和壓力不變的情況下為一常數(shù)，以符號(hào)Ａ表示。若貯槽與受槽的截面都很大，該處流速與管路相比可忽略不計(jì)，則 ，上式可簡(jiǎn)化為 Ｈ＝Ａ＋ 此式中壓頭損失為 式中Q為管路系統(tǒng)的流量，m3/s對(duì)于特定的管路系統(tǒng)，l、le、d均為定值，湍流時(shí)摩擦系數(shù)的變化也很小，令 Ｈ＝Ａ＋BQ2 由上式可知，在特定管路中輸送液體時(shí)，所需壓頭Ｈ隨液體流量Q的平方而變化。將此關(guān)系描繪在坐標(biāo)圖上，即得圖22 Ｈ－Q曲線，稱為管路特性曲線。它表示在特定的管路
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