矿大北京化工原理02

三、离心泵的性能参数与特性曲线(一)离心泵的性能参数⒈流量Q泵在单位时间内能排送到管路系统中的液体体积，l/s，m3/s或m3/h。

Q与泵的结构、尺寸及转速等有关。∵泵安装在某一特定的管路上，∴管路的特性必然要影响流量的大小。1⒉压头(扬程)H指泵对单位重量(1N)液体提供的有效能量，m。⒊效率反映泵对液体提供的有效能量与原动机提供给泵的能量(轴功率N)之比。H与叶片的弯曲情况2、D2、n及Q有关。2离心泵能量损失包括：⑴容积损失v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。v与泵结构、泵进出口压强差有关。⑵机械损失m各联接部件间的机械摩擦消耗的能量，其值一般为0.96~0.99。⑶水力损失h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有关。与Q无关(2-11)3粘阻形阻hfQ额定流量，此时h=0.8~0.9形阻最小时流量，液体流向与叶片入口角一致.由水力损失图示，可知：额定流量Qs下hf，min最高。小型泵约50~70%；大型泵可达90%。QsQ水力损失图4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N。⒌气蚀余量后面讨论。⒋轴功率N(2-14)5(二)离心泵的特性曲线特性曲线指H~Q、N~Q及~Q(也有含h~Q或Hs~Q的)等的关系曲线。N~Q~QH~QQ由泵的制造厂家提供，附于样本或说明书中。图示为某一转速n下，典型的B型(单级单吸悬臂式)泵的特性曲线。6特性曲线的特点：⑴H~Q：QH；⑵N~Q：QN，Q=0，Nmin；开泵前关闭出口阀,电流小。⑶~Q：先Q，达

max后Q，max点——设计点，其下的H、Q(即Qs)、N是最佳工况参数——标于铭牌上。选择泵时至少应使其在≥92%max下工作。N~Q~QH~QQ7p93例2-20.5m80mm100mm20℃清水n=2900rpm测得：Q=15l/s，泵出口p2=2.55105Pa(表)，入口p1=2.67104Pa(真空度)，电动机消耗功率6.2kw,电机效率93%，电机直接带动泵。求：该情况下泵的压头、轴功率和效率。8解：⑴求泵的压头真空表为1-1’，压力表为2-2’Z1=0,Hf,1-2=09∵电机直接带动泵，∴泵的轴功率N=5.77kw。⑶效率

已知电动机的输入功率为6.2kw,电机效率93%。则电动机输出功率：⑵轴功率N10在若干流量下，取得各流量对应的真空表、压力表、功率表(测功器)的数据，按例题的方法处理，最后在坐标纸上绘出特性曲线。离心泵的特性曲线测定：11四、离心泵性能的改变和换算当泵输送的物料不是“常温、常压下的清水(标定特性曲线时采用的工质)”或叶轮直径被切割或转速改变时，泵性能都会发生变化，应对泵的特性参数重新换算。12(一)输送液体物性的影响及换算⒈密度只有受其影响，当液体的运动粘度(=/

)>2010-6m2/s

时，各参数按下列公式换算：其余不变。⒉粘度

HfH

QN各换算系数见p95f.2-14。(2-15)13(二)转速的影响及换算当转速改变时，速度三角形随之变化，H、Q、、N都变。在不大；设不变(n<20%)时，有近似关系：(2-16)14(三)叶轮直径D2的影响及换算⒈同型号泵换上直径小些的叶轮，只b2稍有变化，犹如对原叶轮“切割”了一刀(切割量<5%D2)。n不变时，有近似关系：切割定律(2-17)15⒉当叶轮的直径和其它尺寸都变化(比例固定)时，相似工况下有:(2-18)16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。五、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度(一)离心泵的气蚀现象当入口压强p1<

输送液体温度下的饱和蒸气压ps时，液体会气化。气化量与成正比。产生的气泡与叶片间的液体一同抛向叶轮外缘,过程中气泡受到压力的作用迅速地凝结或破裂，气泡的？

p33520C时焓I=83.9kJ/kg，30C时焓I=125.69kJ/kg；20C时气化热=2446.3kJ/kg，气化水蒸气量=0.017kg；n=0.017/18=9.4910-4kmol，=0.02289m317消失产生局部的真空，其周围的液体以极其高速涌向该空间造成达几万kPa的极大冲击压力，冲击频气泡多发生在叶轮入口附近，气泡凝结破裂时，液体象许多细小的高频“水锤”(600~25000Hz)击打着叶轮和壳体的表面，使材料表面出现麻点以致穿孔，严重时金属晶粒松动、剥落被冲蚀成蜂窝状，甚至断裂，叶轮或泵壳不能使用。这种现象——气蚀。率高达每秒几万次，冲击使泵体震动并产生噪音。18

有效方法：按泵的“允许吸上高度”(或“气蚀余量”)结合所输送液体的性质确定泵的安装高度。泵在气蚀条件下运行，泵体震动发出噪音，流量明显下降，压头、效率大幅度降低，严重时不能吸上液体。为避免气蚀现象，必须保证(后用pv)。除机械破坏外还伴有电解、化学腐蚀等多种复杂的作用。19(二)离心泵的允许吸上高度(允许安装高度，极限)指泵的吸入口与吸口侧储槽液面间允许达到的最大垂直距离Hg，m。设泵在允许的安装高度操作，在0-1间列柏式：(2-19)Hgpa00’11’pa20其中包括：安装真空表处

表示泵吸上能力的指标：⒈允许吸上真空度Hs与压强最小处之间的压强差和流动损失等。(2-21)pa-p1—液面到泵入口间的真空度pa

>p1>p1,minHs’—用输送液体柱高度表示的真空度，[m液柱]。泵出口泵入口叶轮入口叶轮出口P1,min饱和蒸气压绝对0压H21(2-21)代入(2-19)：Hs’与泵的结构、输送液体的流量、物性及当地大气压强有关。厂家给的Hs’以1at，20℃清水为介质标定的。∵Q

Hs’，而Hs’

Hg∴计算时用最大流量下的Hs’。有建议Hg再减去0.5~1m的高度。按标定条件，把改写为：(2-22)222.气蚀余量h

(多为油泵用)为防止气蚀现象发生，离心泵入口附近的液体静压头与动压头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。(2-24)当输送的工质与测定条件不符时，修正：23发生气蚀的临界条件设p1,min处为k-k’截面，p1,min等于pv，此时对应的p1也达其最小值，安装真空表处1~k：∵∴则：(2-27)又∵Qh，∴应取Qmax下的h值。24p102例2-6用3B33型泵从一敞口槽中将水送至它处。槽内液面恒定，Q=45~55m3/h，Qmax下吸入管压3B33型泵的部分性能Q,m3/hH,mn,rpmHs,m 30 35.629007.0 45 32.629005.0 55 28.829003.0 解：⑴送20℃水时的Hg=0=1mQmax下，=3m=3-1=2m头损失Hf,0-1=1m，吸入管中动压头0。试计算：⑴送20℃水时的Hg，⑵送65℃水时的Hg,pa=1at=10mH2O25⑵