第5讲 离心泵特性曲线

第六节离心泵特性曲线—扬程、功率、效率随水流量变化规律—曲线表示方法：试验性能曲线、相对性能曲线、综合性能曲线（型谱图）通用性能曲线（轴流泵）、全面性能曲线等—汽蚀曲线第六节离心泵特性曲线复习：扬程表达式gCuCuHuuT1122gCCgwwguuHT222212222212122PHHTh1gVVZHHHdv2/)(2122fsthHH新问题：1、实际工作除对扬程提出要求外，还对流量提出要求，对于泵的其他基本参数在选型和使用时，也应有相关要求，故需要提出一种能直接反映泵的基本参数之间关系的方程——特性方程2、水泵实际工作流量和扬程往往是在某一个区间内变化的，当实际工作偏离设计工况时，泵内的流态变得很复杂，由于理论方法很难得到精确的表达式，因此采用性能实验和汽蚀试验绘制经验曲线——性能曲线，同时根据对试验点回归得出经验方程设计工况——设计离心泵时所采用的工况，此时离心泵效率最高一、性能曲线名称及形式1.1名称（在转速一定下）扬程曲线：Q-H功率曲线：Q-N效率曲线：Q-气蚀曲线：Q-Hs)(QfH)(QFN)(Q)(QHs图3--7Q与[HS]的关系曲线Q--Nη[Hs]NHQ--[H工作范围Q]SQ--Q--Hη一、性能曲线名称及形式1.2形式实验性能曲线：各参数随流量的变化规律全面性能曲线：反映水泵工况、水泵制动工况、水轮机工况和水轮机制动工况的四象限性能曲线相对性能曲线：相似水泵的性能曲线，不同比转速通用性能曲线：对离心泵为在不同转速下的各性能曲线，对轴流泵为在不同叶片安放角下的性能曲线综合性能曲线：不同水泵高效区性能曲线二、理论性能曲线——（定性分析）2.1公式推导（P22）由得gCuHuT/22TTTBQActgFQuguH)(2222b'2b''2b'''2b)QHb'''2b''2b'2D2和b2对特性的影响a)D2对性能影响b)b2对性能影响D'2D''2D'''2Qa)HD'''2D''2D'2C1w1α1速度三角形β1α2β2u1C2C2uC2mw1u2理论特性曲线试验特性曲线2.2对理论扬程的修正(1)对一维流假定的修正：反旋引起扬程下降→曲线1(2)对理想流体假定的修正：泵内摩阻损失→曲线2，冲击损失→曲线3(3)对泄漏与回流的修正：容积损失→曲线4(4)对机械磨损的修正：机械损失对扬程无影响，对功率有影响（轴承、填料轴封、圆盘摩擦损失）qQQT离心泵的理论特性曲线QT-HTB290°B2=90°B290°离心泵的理论特性曲线1反旋摩擦损失效率234冲击损失QH2.3效率的概念1.水力效率2.容积效率3.机械效率概念：有效功率水功率轴功率4.总效率：/hTHH/vTQQ/mhNN/NQHhTTNQHuNQHuTTThvmTTTNQHQHQHQHNNQHQHN泵效率知识在泵正常工作范围内：水力阻力损失功率占30%叶轮圆盘损失功率占8.2%（提高圆盘及泵体表面光滑度，尽量减小叶轮外径）止推轴承摩擦损失功率占6%（合理的轴向力平衡措施可减小）水力损失组成:主要由叶轮、圆盘摩擦损失、叶轮流道摩擦损失、叶轮流道扩散损失组成实测特性曲线（P26图2－29）扬程曲线效率曲线功率曲线汽蚀曲线14SA离心泵的特性曲线HH三.实测特性曲线的讨论3.1与理论特性线的关系：定性分析理论特性曲线有助于了解实测特性线的变化趋势，水泵厂通过实测的方法得到水泵特性线3.2前弯式叶片的弊端(1)前弯式叶片：水泵扬程和轴功率随流量的升高而升高，造成电机过载，对电机的稳定运行不利(2)动扬程大（C2），水力损失大，效率低。三.实测特性曲线的讨论3.3性能曲线具有“扬程随流量的上升而下降”的特性，一方面有利于电机稳定运行，另一方面与管网“阻力随流量的增加而上升”的特性相匹配，便于在能量供求关系平衡的条件下达成工况点自动稳定。3.4在最高效率点周围的一定范畴为水泵运行高效区（不低于最高效率的10%）3.5启动时，水泵在零流量下运行，其功率（30%N）消耗于机械摩擦，泵壳温度上升，故离心泵关阀启动时间不宜过长三.实测特性曲线的讨论3.6选配电机（P26表2-1）（2-49）考虑因素：选择水泵运行过程中可能遇到的最大轴功率小知识：对于低比转速离心泵需要进行无过载设计3.7气蚀曲线反映相应流量下水泵允许的最大吸上真空高度，并非运行时的实际真空值3.8水泵抽吸其他液体时应根据该液体的密度（功率）及粘度（扬程）进行换算/PNkN传作业:第六节习题：P28思考算题1、2