离心特性曲线

第二节离心泵的特性及特性曲线Section2Characteristicsandperformancecurveofcentrifugalpump假设(Hypothesis)：(1)理想叶轮：叶片无限多且无限薄，流体质点运动轨迹与叶片型线重合。(2)理想流体：无黏性、不可压缩流体。(3)定常流动：质点的运动速度大小和方向不随时间变化。一离心泵的扬程和流量1

液体在叶轮中的流动情况液体在叶轮中的流动

速度三角形圆周速度u相对速度w绝对速度vvu周向分速度vr径向分速度u方向一定w方向一定v方向一定速度角液流角

速度三角形圆周速度u相对速度w绝对速度vvu周向分速度vr径向分速度Qt-流过叶轮的理论流量D-质点处的叶轮直径B-质点处的叶轮宽度-排挤系数,0.75-0.95速度角液流角

速度三角形圆周速度u相对速度w绝对速度vvu周向分速度vr径向分速度叶轮流量、转速、尺寸确定后，叶轮各处的速度三角形就确定。速度角液流角2扬程方程式理论扬程即为进出叶轮的水头之差：非惯性系统力加上惯性力，可采用惯性系统力学定律：(1)W：离心力对单位液体所做的功。代入(1)式，得离心泵扬程方程式：运用余弦定理，去掉w项，则：离心泵径向吸入，v1u=0，而v2u=u2-v2rcot2：HtQt(c)前弯(a)径向(b)后弯u22gv2D2b2cot2HtQt(c)前弯(a)径向(b)后弯u22gv2D2b2cot2(1)扬程主要取决于叶轮直径及转速。提高离心泵扬程，可增大叶轮直径或转速；采用叶轮串联的多级泵。HtQt(c)前弯(a)径向(b)后弯u22gv2D2b2cot2(2)扬程随流量而变，并与叶片出口角2有关。前弯叶片扬程高，但水力效率低。为了提高效率，一般采用后弯叶片。HtQt(c)前弯(a)径向(b)后弯u22gv2D2b2cot2(3)理论扬程与流体性质无关，但实际扬程因容积损失和水力损失而不同。H=100m的离心泵理论自吸高度12.9cm，所以无自吸能力。二能量损失和定速特性曲线机械、容积、水力损失。1各种损失和效率1)机械损失和机械效率轴封、轴承摩擦损失pm1轮盘摩擦损失pm2P-轴功率Pi-水力(指示)功率2)容积损失和容积效率平衡孔/管内部漏泄外部漏泄平衡孔/管/盘漏泄多级泵级间漏泄q-总漏泄量平衡盘3)水力损失和水力效率(1)摩阻损失泵内沿程摩擦阻力、局部阻力。3)水力损失和水力效率(2)撞击、涡流损失额定工况：无撞击非额定工况：撞击机械损失机械效率容积损失容积效率总效率水力损失水力效率2理论定速特性曲线1)Q-H曲线(1)叶片有限的实际叶轮中存在涡旋损失，理论扬程减小为Ht=HTK2u，K2u称涡旋系数。特性线Qt-Ht。Qt-HT：理论流量-理论扬程。2理论定速特性曲线1)Q-H曲线(2)水力损失，使实际扬程减小为：H=Ht-(h1+h2)。特性线Qt-H。Qt-HT：理论流量-理论扬程。2理论定速特性曲线1)Q-H曲线Qt-HT：理论流量-理论扬程。(3)泄漏量q，随扬程H增大，Q=Qt-q。特性线Q-H。2理论定速特性曲线2)Q-P曲线Qt-Pi：理论流量-理论功率。(1)加机械功率损失P，P=Pi+P。特性线Qt-P。(2)理论流量减漏泄量q，Q=Qt-q。

特性线Q-P。2理论定速特性曲线3)Q-曲线根据Q-H曲线、Q-P曲线计算。特性线Q-。3实际定速特性曲线(★★★★★)

制作厂、实验、转速恒定时测定的特性曲线。(1)Q-H线是选择和使用离心泵的主要依据；并决定了所适用的工况调节方法。Q-H线具有三种形式。ABCKHQ0(1)陡降型-A线扬程变化大，流量变化小。适用静扬程常波动、又需保持流量：压力柜水泵。(2)平坦型-B线流量变化大，静扬程变化小。适用常调节流量、又需扬程稳定：锅炉给水泵。(3)驼峰型-C线易喘振，K点左面不稳定。船上较少使用。3实际定速特性曲线(★★★★★)

制作厂、实验、转速恒定时测定的特性曲线。(2)Q-P线是选择原动机功率和泵起动方式的依据。封闭起动(短时运行)不设安全阀。3实际定速特性曲线(★★★★★)

制作厂、实验、转速恒定时测定的特性曲线。(3)Q-线是判断泵工作经济性的依据。额定工况效率最高，泵应有较宽的高效区。3实际定速特性曲线(★★★★★)

制作厂、实验、转速恒定时测定的特性曲线。(4)Q-hr线是抗汽蚀性能的表现。必需汽蚀余量随流量增加而增加。三管路特性曲线和泵的工况点1管路特性曲线管路特性曲线(Pipelinecharacteristiccurve)：液体流过管路所需扬程与流量的关系曲线。Hst-静扬程K-比例常数zpapa三管路特性曲线和泵的工况点1管路特性曲线zpapa管路特性曲线(Pipelinecharacteristiccurve)：液体流过管路所需扬程与流量的关系曲线。QHstHRAARR2离心泵的工况点泵Q-H与管路Q-H交点称泵的工况点(Operationpoint)。工况点的参数(Q、H、P、η、Δhr)即是离心泵在该管路工作的性能参数。QHstHCH0HAQAAQHstHCH0HAQAACCAA离心泵工作点的确定稳定工况的工况点自动调节管路特性改变导致工况点变化QHstHCH0HAQAADDQD四离心泵的特性变换1变速转速增加，Q、H、P均增加。转速变化大时，关系不适用。四离心泵的特性变换1变速通用特性曲线：各转速的特性线画在同一张图上，效率相等点连成线。2切割叶轮切割叶轮对泵特性和工况的影响

2切割叶轮不同ns叶轮的车削3输送不同密度液