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離心泵的性能參數(shù) |
離心泵的性能參數(shù)與特性曲線泵的性能及相互之間的關(guān)系是選泵和進(jìn)行流量調(diào)節(jié)的依據(jù)。離心泵的主要性能參數(shù)有流量、壓頭、效率、軸功率等。它們之間的關(guān)系常用特性曲線來(lái)表示。特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下，用20℃清水在常壓下實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。
（一）離心泵的性能參數(shù)
1、流量
離心泵的流量是指單位時(shí)間內(nèi)排到管路系統(tǒng)的液體體積，一般用Q表示，常用單位為l/s、m3/s或m3/h等。離心泵的流量與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)。
2、壓頭（揚(yáng)程)
離心泵的壓頭是指離心泵對(duì)單位重量（1N）液體所提供的有效能量，一般用H表示，單位為J/N或m。壓頭的影響因素在前節(jié)已作過(guò)介紹。
3、效率
離心泵在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于存在各種能量損失，致使泵的實(shí)際（有效）壓頭和流量均低于理論值，而輸入泵的功率比理論值為高。反映能量損失大小的參數(shù)稱(chēng)為效率。
離心泵的能量損失包括以下三項(xiàng)，即
(1)容積損失 即泄漏造成的損失，無(wú)容積損失時(shí)泵的功率與有容積損失時(shí)泵的功率之比稱(chēng)為容積效率ηv。閉式葉輪的容積效率值在0.85～0.95。
(2)水力損失 由于液體流經(jīng)葉片、蝸殼的沿程阻力，流道面積和方向變化的局部阻力，以及葉輪通道中的環(huán)流和旋渦等因素造成的能量損失。這種損失可用水力效率ηh來(lái)反映。額定流量下，液體的流動(dòng)方向恰與葉片的入口角相一致，這時(shí)損失小，水力效率高，其值在0.8～0.9的范圍。
(3)機(jī)械效率 由于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪表面與液體之間摩擦，泵軸在軸承、軸封等處的機(jī)械摩擦造成的能量損失。機(jī)械損失可用機(jī)械效率ηm來(lái)反映，其值在0.96～0.99之間。
離心泵的總效率由上述三部分構(gòu)成，即 η=ηvηhηm 離心泵的效率與泵的類(lèi)型、尺寸、加工精度、液體流量和性質(zhì)等因素有關(guān)。通常，小泵效率為50～70％，而大型泵可達(dá)90％。
4、軸功率N
由電機(jī)輸入泵軸的功率稱(chēng)為泵的軸功率，單位為W或kW。離心泵的有效功率是指液體在單位時(shí)間內(nèi)從葉輪獲得的能量，則有
Ne = HgQρ
式中
Ne------離心泵的有效功率，W；
Q--------離心泵的實(shí)際流量，m3/s；
H--------離心泵的有效壓頭，m。
由于泵內(nèi)存在上述的三項(xiàng)能量損失，軸功率必大于有效功率 式中N ----軸功率，kW。
（二）影響離心泵性能的因素分析和性能換算
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)，H-Q與η-Q曲線基本不變，但泵的軸功率與液體密度成正比。此時(shí)，N-Q曲線不再適用，N需要用式2-16重新計(jì)算。
�。�2）粘度的影響
當(dāng)被輸送液體的粘度大于常溫水的粘度時(shí)，泵內(nèi)液體的能量損失增大，導(dǎo)致泵的流量、壓頭減小，效率下降，但軸功率增加，泵的特性曲線均發(fā)生變化。當(dāng)液體運(yùn)動(dòng)粘度γ大于 20cSt（厘沲）時(shí)，離心泵的性能需按下式進(jìn)行修正，即式中
cQ、cH、cη——分別為離心泵的流量、壓頭和效率的校正系數(shù)；
Q、H、η——分別為離心泵輸送清水時(shí)的流量，壓頭和效率；
Q’、H’、η’——分別為離心泵輸送高粘度液體時(shí)的流量，壓頭和效率。
粘度系數(shù)換算圖是在單級(jí)離心泵上進(jìn)行多次試驗(yàn)的平均值繪制出來(lái)的，用于多級(jí)離心泵時(shí)，應(yīng)采用每一級(jí)的壓頭。兩圖均適用于牛頓型流體，且只能在刻度范圍內(nèi)使用，不得外推
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，即式中
Q1、H1、N1------轉(zhuǎn)速為n1時(shí)泵的性能；
Q2、H2、N2------轉(zhuǎn)速為n2時(shí)泵的性能；
離心泵的比例定律。其適用條件是離心泵的轉(zhuǎn)速變化不大于±20%。
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)系為式中
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；
離心泵的切割定律。其適用條件是固定轉(zhuǎn)速下，葉輪直徑的車(chē)削不大于±5%D2。 |
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