离心泵特性曲线省名师优质课赛课获奖课件市赛课百校联赛优质课一等奖课件

第六节离心泵特征曲线—扬程、功率、效率随水流量改变规律—曲线表示方法：试验性能曲线、相对性能曲线、综合性能曲线（型谱图）通用性能曲线（轴流泵）、全方面性能曲线等—汽蚀曲线1/31第六节离心泵特征曲线

复习：扬程表示式

2/31新问题：

1、实际工作除对扬程提出要求外，还对流量提出要求，对于泵其它基本参数在选型和使用时，也应有相关要求，故需要提出一个能直接反应泵基本参数之间关系方程——特征方程

2、水泵实际工作流量和扬程往往是在某一个区间内改变，当实际工作偏离设计工况时，泵内流态变得很复杂，因为理论方法极难得到准确表示式，所以采取性能试验和汽蚀试验绘制经验曲线——性能曲线，同时依据对试验点回归得出经验方程设计工况——设计离心泵时所采取工况，此时离心泵效率最高

3/31一、性能曲线名称及形式

1.1名称（在转速一定下）

扬程曲线：Q-H

功率曲线：Q-N

效率曲线：Q-

气蚀曲线：

Q-Hs

4/31一、性能曲线名称及形式1.2形式

试验性能曲线：各参数随流量改变规律

全方面性能曲线：反应水泵工况、水泵制开工况、水轮机工况和水轮机制开工况四象限性能曲线

相对性能曲线：相同水泵性能曲线，不一样比转速

通用性能曲线：对离心泵为在不一样转速下各性能曲线，对轴流泵为在不一样叶片安放角下性能曲线

综合性能曲线：不一样水泵高效区性能曲线

5/31二、理论性能曲线

——

（定性分析）

2.1公式推导（P28）由得6/31理论特征曲线试验特征曲线2.2对理论扬程修正

(1)对一维流假定修正：反旋引发扬程下降→曲线1(2)对理想流体假定修正：泵内摩阻损失→曲线2，冲击损失→曲线3(3)对泄漏与回流修正：容积损失→曲线4

(4)对机械磨损修正：机械损失对扬程无影响，对功率有影响（轴承、填料轴封、圆盘摩擦损失）

7/31离心泵理论特征曲线QH8/312.3效率概念1.水力效率2.容积效率3.机械效率概念：

有效功率水功率轴功率4.总效率：

9/31泵效率知识

在泵正常工作范围内：水力阻力损失功率占30%

叶轮圆盘损失功率占8.2%（提升圆盘及泵体表面光滑度，尽可能减小叶轮外径）止推轴承摩擦损失功率占6%（合理轴向力平衡办法可减小）水力损失组成:主要由叶轮、圆盘摩擦损失、叶轮番道摩擦损失、叶轮番道扩散损失组成10/31实测特征曲线（P32图2－27）扬程曲线效率曲线功率曲线汽蚀曲线11/31三.实测特征曲线讨论

3.1与理论特征线关系：

定性分析理论特征曲线有利于了解实测特征线改变趋势，水泵厂经过实测方法得到水泵特征线

3.2前弯式叶片弊端

(1)前弯式叶片：水泵扬程和轴功率随流量升高而升高，造成电机过载，对电机稳定运行不利(2)动扬程大（C2），水力损失大，效率低。

12/31三.实测特征曲线讨论3.3性能曲线具有“扬程随流量上升而下降”特征，一方面有利于电机稳定运行，其次与管网“阻力随流量增加而上升”特征相匹配，便于在能量供求关系平衡条件下达成工况点自动稳定。3.4在最高效率点周围一定范畴为水泵运行高效区（不低于最高效率10%）3.5启动时，水泵在零流量下运行，其功率（30%N）消耗于机械摩擦，泵壳温度上升，故离心泵关阀启动时间不宜过长13/31三.实测特征曲线讨论3.6选配电机（P33表2-1）（2-50）考虑原因：选择水泵运行过程中可能碰到最大轴功率小知识：对于低比转速离心泵需要进行无过载设计

3.7气蚀曲线反应对应流量下水泵允许最大吸上真空高度，并非运行时实际真空值3.8水泵抽吸其它液体时应依据该液体密度（功率）及粘度（扬程）进行换算14/31作业:第六节习题：P108习题5、6（第五版）15/31第七节离心泵定速运行工况讨论额定转速下离心泵运行参数随流量改变16/31第七节离心泵定速运行工况

引言：

特征曲线反应水泵本身潜在工作能力水泵装置实际工况反应水泵实际做功情况概念：工况点——水泵装置在某瞬时实际出水量、扬程和功率以及吸上真空高度。

17/31一、管道阻力特征曲线及表示式

P35图2-281.1定义：水流经过管道时，水头损失与流量关系曲线式中：S——管路阻力损失当V>1.2m/s

当v<1.2m/s

18/311.2管路系统特征曲线及方程表示式

P35图2-29

物理意义：曲线上任一点K纵坐标H表示水泵输送流量Q所需提供静扬程，以及为此而消耗于管路中水力损失，即

19/31二、图解法求水箱出流工况点

P36图2-302.1直接法(a)：能量线与管路系统特征线求交点物理意义：水箱所提供总比能H与管道所消耗总比能数量相等2.2折引法(b)：从能量线上扣除管路阻力特征曲线后与横轴求交物理意义：水箱所提供比能H全部消耗于连接管路摩阻上

20/31

直接法折引法能量线与管路系统特征线求交点

从能量线上扣除管路阻力特征曲线后与横轴求交

21/31三、图解法求离心泵装置工况点

3.1工况点求解步骤

P37图2-31（直接法）

图2-32（折引法）

直接法步骤：绘制水泵特征曲线（样本提供）；公式计算管路阻力特征曲线；结合进出水池水位差（净扬程）绘出管路系统特征线；交点M为水泵装置工况平衡点

22/31直接法求解步骤绘制水泵特征曲线（样本提供）；公式计算管路阻力特征曲线；结合进出水池水位差（净扬程）绘出管路系统特征线；交点M为水泵装置工况平衡点23/31折引法求解步骤绘制水泵特征曲线（样本提供）；公式计算管路阻力特征曲线；从泵特征曲线上扣除管路特征线所对应阻力损失，静扬程对应高度所求交点，在加上扣除损失，即为对应泵流量和扬程。24/313.2动态平衡分析

P32图2-36小于工况点流量点K：泵提供比能大于管路所需能耗，多出能量使流量增加，工况点右移直至M大于工况点流量点D：泵提供比能小于管路所需能耗，不足能量（抽力不够）使流量降低，工况点左移直至M

25/313.3极限工况点定义：管道上全部闸阀全开时水泵工况点。注意：管路特征线随闸阀开度不止一条

讨论观点：管路特征曲线是不一样阀门开度对应管路曲线上不一样点,对于固定管路不论阀门开度怎样,管路特线曲线仅一条26/31错误观点：将管路特征线定义为不一样阀门开度对应最大流量与管路所需耗能关系线。正确观点：管路特征线随闸阀开度不止一条，对于同一开度，管路特征先反应了不一样流量下，管路阻力特征。极限工况点为闸阀全开时水泵及管路特征线交点。讨论27/31四、离心泵工况点改变

P38图2-33离心泵工况点随水位改变

4.1工况点改变（客观上）：管路特征线改变比如：水位改变、用水流量改变、管路特征（管道堵塞或破裂、闸阀开度改变）改变等28/31工况点改变结果可能是水泵工况偏离高效区，对此需进行调整4.2工况点调整（主观上）：为使水泵装置高效运行，比如：闸阀调整——经过改变管路特征改变能量供求平衡关系变速调整——经过改变水泵转速方法改变水泵特征线变径调整——切削调整，经过改变叶轮外径方法改变水泵特征线变角调整——轴流泵经过改变叶片安放角改变水泵特征线29/31五、数解法求离心泵装置工况点

实质：联立水泵特征线方程、管路特征线方程，方程组根即为水泵工况点

5.1水泵特征线方程用待定