矿大北京化工原理02

1、中国矿业大学（北京）1三、离心泵的性能参数与特性曲线三、离心泵的性能参数与特性曲线(一一)离心泵的性能参数离心泵的性能参数 流量流量Q 泵在单位时间内能排送到管路系统中的泵在单位时间内能排送到管路系统中的液体体积，液体体积，l /s，m3/s或或m3/h。 Q 与泵的与泵的结构结构、尺寸尺寸及及转速转速等有关。等有关。222bDcQrT 泵安装在某一特定的管路上，泵安装在某一特定的管路上，管路的特管路的特性性必然要影响流量的大小。必然要影响流量的大小。中国矿业大学（北京）2 压头压头(扬程扬程) H 指泵对单位重量指泵对单位重量(1N)液体提供液体提供的有效能量，的有效能量，m。 效率效率 反

2、映泵对液体提供的有效能量与原动反映泵对液体提供的有效能量与原动机提供给泵的能量机提供给泵的能量(轴功率轴功率N)之比。之比。NNe H与叶片的弯曲情况与叶片的弯曲情况 2、D2 、n 及及Q有关。有关。TTQbDgctguguH222222 60/22nDu 中国矿业大学（北京）3离心泵能量损失包括：离心泵能量损失包括：容积损失容积损失 v 各种泄漏、回流，使泵对这部分各种泄漏、回流，使泵对这部分液体作了无用功，减少了泵的实际输送流量。液体作了无用功，减少了泵的实际输送流量。 v与泵结构、泵进出口压强差有关。与泵结构、泵进出口压强差有关。机械损失机械损失 m 各联接部件间的机械摩擦消耗的各联接

3、部件间的机械摩擦消耗的能量，其值一般为能量，其值一般为0.960.99。水力损失水力损失 h 液体经泵体流道时产生的各种流液体经泵体流道时产生的各种流动阻力之和。与泵的结构、流量及液体的性质等动阻力之和。与泵的结构、流量及液体的性质等有关。有关。与与Q无无关关hmv (2-11)中国矿业大学（北京）4粘阻粘阻形阻形阻hfQ 额定流额定流量，此时量，此时 h=0.80.9形阻最小时形阻最小时流量，液体流量，液体流向与叶片流向与叶片入口角一致入口角一致. 由水力损失图由水力损失图示，可知：额定流量示，可知：额定流量Qs下下hf，min 最高。最高。小型泵约小型泵约5070%；大；大型泵可达型泵可达

4、90%。QsQ 水力损失图水力损失图中国矿业大学（北京）5 泵轴所需功率。若电机与泵轴间无传泵轴所需功率。若电机与泵轴间无传动损失，电机的输出功率亦为泵的轴功率动损失，电机的输出功率亦为泵的轴功率N 。w/ gHQNNe 气蚀余量气蚀余量 后面讨论。后面讨论。 轴功率轴功率Nkw)102/( HQ (2-14)中国矿业大学（北京）6(二二)离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线 特性曲线指特性曲线指 HQ、NQ 及及 Q ( 也有含也有含 hQ 或或 HsQ 的的 )等的关系曲线。等的关系曲线。NQ QHQQ 由泵的制造厂家由泵的制造厂家提供，附于样本或说明书中。图提供，附于样本或说明书中。图示为某

5、一转速示为某一转速 n下，典型的下，典型的 B 型型(单级单吸悬臂式单级单吸悬臂式)泵的特性曲线。泵的特性曲线。中国矿业大学（北京）7特性曲线的特点：特性曲线的特点：HQ：QH ；NQ：QN ，Q=0，N min；开泵前关闭出口阀开泵前关闭出口阀, 电流小电流小。 Q：先：先Q ，达，达 max后后Q ， max点点设计点设计点，其下的，其下的H、Q(即即Qs)、N是最佳工况参是最佳工况参数数标于铭牌上。标于铭牌上。 选择泵时至少应使其在选择泵时至少应使其在92% max下工作。下工作。NQ QHQQ中国矿业大学（北京）8p93例例2-20.5m 80mm 100mm20清水清水 n=2900

6、rpm 测得：测得：Q=15l /s，泵，泵出口出口p2=2.55 105Pa(表表)，入口入口p1=2.67 104Pa (真空真空度度)，电动机消耗功率，电动机消耗功率6.2kw,电机效率电机效率93%，电机直接带动泵。电机直接带动泵。求：该情况下泵的压头、轴功率和效率。求：该情况下泵的压头、轴功率和效率。中国矿业大学（北京）9解：解：求泵的压头求泵的压头 真空表为真空表为1-1，压力表为，压力表为2-221 ,2222121122 fHgpguZHgpguZ 24dQu smu/91. 11 . 010154231 smu/98.22 81. 9291. 198. 281. 910106

7、7. 21055. 25 . 022345 HZ1=0 , Hf,1-2=0m5.29 中国矿业大学（北京）10 电机直接带动泵，电机直接带动泵，泵的轴功率泵的轴功率N=5.77kw。效率效率 kw77. 5%932 . 6 已知电动机的输入功率为已知电动机的输入功率为6.2kw, 电机效率电机效率93%。则电动机输出功率：。则电动机输出功率：NNe kwQHNe102 %2 .75752. 077. 5102109 . 2101510233 NQH 轴功率轴功率N中国矿业大学（北京）11 在若干流量下，取得各流量对应的在若干流量下，取得各流量对应的真空表真空表、压力表压力表、功率表功率表(测

8、功器测功器)的数据，按例题的方法的数据，按例题的方法处理，最后在坐标纸上绘出特性曲线。处理，最后在坐标纸上绘出特性曲线。离心泵的特性曲线测定：离心泵的特性曲线测定：中国矿业大学（北京）12四、离心泵性能的改变和换算四、离心泵性能的改变和换算 当泵输送的当泵输送的物料物料不是不是“常温、常压下的清水常温、常压下的清水(标定特性曲线时采用的工质标定特性曲线时采用的工质)” 或或叶轮直径叶轮直径被切被切割或割或转速转速改变时，泵性能都会发生变化，应对泵改变时，泵性能都会发生变化，应对泵的特性参数重新换算。的特性参数重新换算。中国矿业大学（北京）13(一一)输送输送液体液体物性物性的影响及换算的影响及

9、换算)102( QHN 密度密度 只有只有 受其影响，受其影响， 当液体的运动粘度当液体的运动粘度 (= / )20 10 -6m2/s 时，时，各参数按下列公式换算：各参数按下列公式换算：其余不变。其余不变。 粘度粘度 HfH Q N 各换算系数见各换算系数见 p95 f.2-14。QCQQ HCHH C (2-15)中国矿业大学（北京）14(二二)转速转速的影响及换算的影响及换算 当转速改变时，速度三角形随之变化，当转速改变时，速度三角形随之变化，H、Q、 、N都变。在都变。在 不大；设不大；设 不变不变( n 20%)时，有近似关系：时，有近似关系：2121nnQQ 22121 nnHH

10、(2-16)32121 nnNN中国矿业大学（北京）15(三三)叶轮直径叶轮直径D2的影响及换算的影响及换算 同型号泵换上直径小些的叶轮，只同型号泵换上直径小些的叶轮，只b2稍有变化，稍有变化，犹如对原叶轮犹如对原叶轮“切割切割”了一刀了一刀(切割量切割量5%D2)。n不变时，有近似关系：不变时，有近似关系：切割定律切割定律22DDQQ 222 DDHH322 DDNN(2-17)中国矿业大学（北京）16 当叶轮的直径和其它尺寸都变化当叶轮的直径和其它尺寸都变化(比例固定比例固定)时，相似工况下有时，相似工况下有:222 DDHH322 DDQQ(2-18)522 DDNN中国矿业大学（北京）

11、17 似乎叶轮入口形成的低压越低，液体被吸入泵似乎叶轮入口形成的低压越低，液体被吸入泵的可靠性越大。的可靠性越大。五、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度五、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度(一一)离心泵的气蚀现象离心泵的气蚀现象 当当入口压强入口压强 p1 p1 p1,min Hs用输送液体柱高度表示的真空度，用输送液体柱高度表示的真空度，m液柱液柱。泵泵出出口口泵泵入入口口叶叶轮轮入入口口叶叶轮轮出出口口P1,min饱和饱和蒸气压蒸气压绝对绝对0压压H中国矿业大学（北京）22(2-21)代入代入(2-19)：Hs与泵的结构、输送液体的流量、物性及当地大与泵的结构、输送液体的流量、物性及当地大气压强

12、有关。厂家给的气压强有关。厂家给的Hs以以1at，20清水清水为介质为介质标定的。标定的。Q Hs ，而，而Hs Hg 计算时用计算时用最大流量下的最大流量下的Hs 。有建议。有建议Hg再减去再减去0.51m的高度。的高度。4 . 21081. 910103346. 281. 9101081. 93434 VasHHHgppHas 1 按标定条件，把按标定条件，把 改写为：改写为：gppHas 1 10,21102 fgHgugppH 10,212 fsgHguHH(2-22)中国矿业大学（北京）232. 气蚀余量气蚀余量 h (多为油泵用多为油泵用) 为防止气蚀现象发生，离心泵入口附近的液体

13、静为防止气蚀现象发生，离心泵入口附近的液体静 3310)24. 081. 910()10( vasspHHHgp 1gu 21压头压头 与动压头与动压头 之和必须大于操作温度下液之和必须大于操作温度下液体的饱和蒸气压头的一个最小值。体的饱和蒸气压头的一个最小值。gpgugphv 2211(2-24)当输送的工质与测定条件不符时，修正：当输送的工质与测定条件不符时，修正：中国矿业大学（北京）24发生气蚀的临界条件发生气蚀的临界条件 设设 p1,min 处为处为k-k截面，截面，p1,min 等于等于 pv，此时，此时对应的对应的 p1 也达其最小值，安装真空表处也达其最小值，安装真空表处1k：k

14、fvkHgpgugpgu 1 ,212122 gpgpguhv 1212 kfkHgu 1,22则：则： (2-27)10,0 fvgHhgpgpH 又又Qh ，应取应取Qmax下的下的 h 值值。10 ,21102 fgHgugppH 中国矿业大学（北京）25p102 例例 2-610,212 fsgHguHH 用用3B33型泵从一敞口槽中将水送至它型泵从一敞口槽中将水送至它处。槽内液面恒定，处。槽内液面恒定，Q=4555m3/h，Qmax下吸入管压下吸入管压 3B33型泵的部分性能型泵的部分性能Q, m3/h H,m n,rpm Hs,m 30 35.6 2900 7.0 45 32.6

15、2900 5.0 55 28.8 2900 3.0解：解：送送20水时的水时的Hg=0=1mQmax下，下，=3m=3-1=2m头损失头损失Hf,0-1=1m，吸入管中动压头，吸入管中动压头 0。试计算：。试计算：送送20水时的水时的Hg，送送65水时的水时的Hg , pa=1at=10mH2O中国矿业大学（北京）26送送65水时的水时的Hg 3310)24. 081. 910()10( vassPHHHOmH233465. 05 .98010124. 01081. 910554. 23 OmHHguHHfsg210,2135. 0165. 02 由由可见，当输送条件变动时，安装高度有可见，当输送条件变动时，安装高度有可能