离心泵的特性曲线与应用

离心泵的主要性能参数和特性曲线张静复习1、流体阻力产生的原因;2、流动形态的判定方法;3、减少流体流动阻力的措施。本节主要内容1.离心泵的主要性能参数；2.离心泵的特性曲线与应用。引入泵的性能及相互之间的关系是正确选泵和进行流量调节的依据。离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。它们之间的关系常用特性曲线来表示。特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。3）有关因素：大小取决于泵的结构(如叶轮直径D)、尺寸和转速有关。注明：1、泵总是安装在管路中，故流量还与管路特性有关。2、由于离心泵转速较高，所以流量较大。一、离心泵的主要性能参数1、流量qv（送液能力；生产能力；输送能力）1）定义：是指离心泵单位时间内排到管路系统的液体体积，以体积流量表示的送液能力2）单位：常用单位为l/s、m3/s或m3/h等4）额定流量：离心泵铭牌上的流量是离心泵在最高效率下的流量，讨论：到现在为止，我们学习了哪几个压头？它们的名称与表达式？1）定义：是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，表达式为:H=We/g。2）单位：单位为J/N或m液柱。2、扬程H（离心泵的压头）动压头(1/2g)u2，静压头p/(ρg)，位压头Z，外加压头He，损失压头Hf，泵压头H3）有关因素：与流量、叶轮结构、尺寸和转速有关。4）一般实际压头由实验测定。1222fpuHzhggΣ——克服流体阻力所消耗的功提高流体静压作功提高流体位差(势能)作功fpHzhg管泵传给流体压头可以认为：注意：泵的进出口及泵内的局部阻力损失均计入泵的效率考虑流量计真空表2压力表Z12121()()ppppHgg表真提高流体动能作功fhgugpZH2)(2依据右图，列伯努利方程，有：ΔZ:升扬高度,两水槽液面之间的高度差;H:扬程,泵提供能量的表示方法.ΔZ1212注意：扬程不等于升扬高度。思考：•泵的扬程并不代表升扬高度（吸入高度和排出高度之和。扬程，外加压头与升扬高度三者的关系是什么？扬程大于等于外加压头，外加压头大于升扬高度注意：扬程与外加压头的关系，是选择离心泵的必要条件之一。1）定义:指泵轴所需的功率。当泵直接由电机驱动时，它就是电机传给泵轴的功率。2）单位：W或KW。3、轴功率P3）测定：由实验测定。4）有效功率Pe：每秒钟泵对输出液体所作的功，称为泵的有效功率.即指液体从叶轮获得的能量。单位为W或kW。：HgqPve1）定义:指离心泵的有效功率与轴功率之比，2）单位：%。4、效率η3）含义：反映泵对外加能量的利用程度，注明:1、密封装置不好，叶轮和泵壳内壁很粗糙，会使能量损耗增加而下降。2、结构一定的泵，若流量等于设计值时，最高。ePP一般：小型水泵：一般为5070%大型泵：可达90%以上可见，由电机传给泵的能量，不可能100%地传给液体，主要是由于什么原因？与效率有关的各种能量损失(1)容积损失：指泵的液体泄露所造成的损失。高压流体回流，漏渗。内漏；(2)水力损失：冲击、摩擦损失，环流损失；(3)机械损失：相对运动部件之间的摩擦损失。高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦。思考二、离心泵的特性曲线与应用泵的性能及相互之间的关系是正确选泵和进行流量调节的依据。离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。它们之间的关系常用特性曲线来表示。特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。实验测定（a）由厂家提供（b）曲线与叶轮转数有关，故图中应标明转数。离心泵特性曲线2.P随增加而增加1.H随增加而减少(除流量极小外)设计点０2高效区A设计点3.η存在最高效率点ηmax——泵的设计点，为最佳工况参数高效区：人为规定一个工作范围。通常取η=(0.9~0.92)ηmax三条曲线VHqVPqVqVqVqVqPP1.泵铭牌参数：效率最佳点下的性能参数，称为额定值。转数n一定20℃清水为工作介质，大气压强为10mH2O。3.因时，P≠0（但最小），故启动泵时，应先关出口阀，减小启动电流，保护电机。2.泵特性曲线标定条件：4.停泵时也应先关出口阀，再关电机，为了防止高压液体倒流损坏叶轮。注意点:离心泵启动，停泵时均关闭出口阀门，why？思考：0Vq离心泵特性测定装置特性曲线的试验求取：PfVPPPeVVVhgugPzHgugPz2222流量qv：流量计测量P：功率表计量有效功率：HgqPve离心泵的效率：%100PPe（真）表VPVPHHhgPPh)(PfVVPVPVPehguugPPzzH2)(22泵的P与ρ成正比，离心泵的qV、H，均与ρ无关影响离心泵性能的因素分析.流体性质:1.密度的变化:2、粘度的影响μ增加，流体在泵内的能量损失增大，qVH，P，当液体运动粘度γ大于20cSt（厘沲）时，离心泵的性能需按下式进行修正，具体参考离心泵专著离心泵转速的影响——离心泵的比例定律1122VVqnqn22121)(nnHH=31122()PnPn其适用条件是离心泵的转速变化不大于±20%。=YINGYONG叶轮直径的影响注：该式在叶轮直径的变化不大于10%时才适用。当泵的转速一定时，压头、流量与叶轮外径有关。对于某同一型号的离心泵，若对其叶轮外径进行“切割”而其他尺寸不变，切削法：同一型号的泵，可通过切削叶轮直径，而维持其余尺寸（包括叶轮出口截面积）不变的方法来改变泵的特性曲线的方法本讲小结1离心泵的主要性能参数——qv、H、P、Pe、η2离心泵的特性曲线——实验测定H～qv、P～qv、η～qvqv↑→H↓；qv↑→P↑；qv↑→ηmax；3影响离心泵特性的因素分析——ρ、μ、n、D离心泵的qv、H、η与ρ无关，但泵进、出口△p及泵的Pe=qvHρg/η正比于ρ(泵启动前，先灌满液)；泵的qv、H、η↓，P↑(泵开启前先关闭出口阀)n:qv、H、P比例定律；d:qv、H、P切割定律。思考题1离心泵的扬程是指＿C＿＿A、液体的升扬高度B、1kg液体经泵后获得的能量C、1N液体经泵后获得的能量D、从泵出口到管路出口间的垂直高度，即压出高度思考题2某离心泵的吸入管路和排出管路的直径相同。用该泵进行实验时，测得如下数据：转速2900转/分，大气压力1kgf/cm2，水温4℃，流量0.003m3/s,泵入口真空度2mH2O,出口表压30mH2O,真空表和压力表的垂直距离0.2m，据此可得该泵在实验中的扬程为＿＿＿＿，该泵在实验中的有效功率为＿＿＿＿。3关闭出口阀启动离心泵的原因是（C）A、轴功率最大B、能量损失最小C、启动电流最小D、处于高效区4第一章离心泵在正常运转时，其扬程与升扬高度的大小比较是（A）A、扬程升扬高度B、扬程=升扬高度C、扬程升扬高度D、不能确定5离心泵在运行之前，应该出口阀，并向添加要输送的液体。6离心泵性能曲线中的He--qv线是在(B)情况下测定的。A效率一定B转速一定C功率一定D管路(L+Le))一定•7.离心泵的流量通常是指它的质量流量（）•8.离心泵的特性曲线中的扬程--流量线是在轴功率一定的情况下测定的（）•9•离心泵铭牌上标明的流量是指（C）•A.泵的最大流量•B、扬程最大时的流量•C、泵效率最高时的流量•D、扬程最小时的流量布置作业1、离心泵的性能参数及定义、符号和单位；2、离心泵的特性曲线有哪几条？分别具有什么特点？