礦大北京化工原理02

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）1三、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線三、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線(一一)離心泵的性能參數(shù)離心泵的性能參數(shù) 流量流量Q 泵在單位時(shí)間內(nèi)能排送到管路系統(tǒng)中的泵在單位時(shí)間內(nèi)能排送到管路系統(tǒng)中的液體體積，液體體積，l /s，m3/s或或m3/h。 Q 與泵的與泵的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、尺寸尺寸及及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速等有關(guān)。等有關(guān)。222bDcQrT 泵安裝在某一特定的管路上，泵安裝在某一特定的管路上，管路的特管路的特性性必然要影響流量的大小。必然要影響流量的大小。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）2 壓頭壓頭(揚(yáng)程揚(yáng)程) H 指泵對(duì)單位重量指泵對(duì)單位重量(1N)液體提供液體提供的有效能量，的有效能量，m。 效率效率 反

2、映泵對(duì)液體提供的有效能量與原動(dòng)反映泵對(duì)液體提供的有效能量與原動(dòng)機(jī)提供給泵的能量機(jī)提供給泵的能量(軸功率軸功率N)之比。之比。NNe H與葉片的彎曲情況與葉片的彎曲情況 2、D2 、n 及及Q有關(guān)。有關(guān)。TTQbDgctguguH222222 60/22nDu 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）3離心泵能量損失包括：離心泵能量損失包括：容積損失容積損失 v 各種泄漏、回流，使泵對(duì)這部分各種泄漏、回流，使泵對(duì)這部分液體作了無用功，減少了泵的實(shí)際輸送流量。液體作了無用功，減少了泵的實(shí)際輸送流量。 v與泵結(jié)構(gòu)、泵進(jìn)出口壓強(qiáng)差有關(guān)。與泵結(jié)構(gòu)、泵進(jìn)出口壓強(qiáng)差有關(guān)。機(jī)械損失機(jī)械損失 m 各聯(lián)接部件間的機(jī)械摩擦消耗的各聯(lián)接

3、部件間的機(jī)械摩擦消耗的能量，其值一般為能量，其值一般為0.960.99。水力損失水力損失 h 液體經(jīng)泵體流道時(shí)產(chǎn)生的各種流液體經(jīng)泵體流道時(shí)產(chǎn)生的各種流動(dòng)阻力之和。與泵的結(jié)構(gòu)、流量及液體的性質(zhì)等動(dòng)阻力之和。與泵的結(jié)構(gòu)、流量及液體的性質(zhì)等有關(guān)。有關(guān)。與與Q無無關(guān)關(guān)hmv (2-11)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）4粘阻粘阻形阻形阻hfQ 額定流額定流量，此時(shí)量，此時(shí) h=0.80.9形阻最小時(shí)形阻最小時(shí)流量，液體流量，液體流向與葉片流向與葉片入口角一致入口角一致. 由水力損失圖由水力損失圖示，可知：額定流量示，可知：額定流量Qs下下hf，min 最高。最高。小型泵約小型泵約5070%；大；大型泵可達(dá)型泵可達(dá)

4、90%。QsQ 水力損失圖水力損失圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）5 泵軸所需功率。若電機(jī)與泵軸間無傳泵軸所需功率。若電機(jī)與泵軸間無傳動(dòng)損失，電機(jī)的輸出功率亦為泵的軸功率動(dòng)損失，電機(jī)的輸出功率亦為泵的軸功率N 。w/ gHQNNe 氣蝕余量氣蝕余量 后面討論。后面討論。 軸功率軸功率Nkw)102/( HQ (2-14)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）6(二二)離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 特性曲線指特性曲線指 HQ、NQ 及及 Q ( 也有含也有含 hQ 或或 HsQ 的的 )等的關(guān)系曲線。等的關(guān)系曲線。NQ QHQQ 由泵的制造廠家由泵的制造廠家提供，附于樣本或說明書中。圖提供，附于樣本或說明書中。圖示為某

5、一轉(zhuǎn)速示為某一轉(zhuǎn)速 n下，典型的下，典型的 B 型型(單級(jí)單吸懸臂式單級(jí)單吸懸臂式)泵的特性曲線。泵的特性曲線。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）7特性曲線的特點(diǎn)：特性曲線的特點(diǎn)：HQ：QH ；NQ：QN ，Q=0，N min；開泵前關(guān)閉出口閥開泵前關(guān)閉出口閥, 電流小電流小。 Q：先：先Q ，達(dá)，達(dá) max后后Q ， max點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)點(diǎn)設(shè)計(jì)點(diǎn)，其下的，其下的H、Q(即即Qs)、N是最佳工況參是最佳工況參數(shù)數(shù)標(biāo)于銘牌上。標(biāo)于銘牌上。 選擇泵時(shí)至少應(yīng)使其在選擇泵時(shí)至少應(yīng)使其在92% max下工作。下工作。NQ QHQQ中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）8p93例例2-20.5m 80mm 100mm20清水清水 n=2900

6、rpm 測(cè)得：測(cè)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)，電動(dòng)機(jī)消耗功率，電動(dòng)機(jī)消耗功率6.2kw,電機(jī)效率電機(jī)效率93%，電機(jī)直接帶動(dòng)泵。電機(jī)直接帶動(dòng)泵。求：該情況下泵的壓頭、軸功率和效率。求：該情況下泵的壓頭、軸功率和效率。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）9解：解：求泵的壓頭求泵的壓頭 真空表為真空表為1-1，壓力表為，壓力表為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 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）10 電機(jī)直接帶動(dòng)泵，電機(jī)直接帶動(dòng)泵，泵的軸功率泵的軸功率N=5.77kw。效率效率 kw77. 5%932 . 6 已知電動(dòng)機(jī)的輸入功率為已知電動(dòng)機(jī)的輸入功率為6.2kw, 電機(jī)效率電機(jī)效率93%。則電動(dòng)機(jī)輸出功率：。則電動(dòng)機(jī)輸出功率：NNe kwQHNe102 %2 .75752. 077. 5102109 . 2101510233 NQH 軸功率軸功率N中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）11 在若干流量下，取得各流量對(duì)應(yīng)的在若干流量下，取得各流量對(duì)應(yīng)的真空表真空表、壓力表壓力表、功率表功率表(測(cè)

8、功器測(cè)功器)的數(shù)據(jù)，按例題的方法的數(shù)據(jù)，按例題的方法處理，最后在坐標(biāo)紙上繪出特性曲線。處理，最后在坐標(biāo)紙上繪出特性曲線。離心泵的特性曲線測(cè)定：離心泵的特性曲線測(cè)定：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）12四、離心泵性能的改變和換算四、離心泵性能的改變和換算 當(dāng)泵輸送的當(dāng)泵輸送的物料物料不是不是“常溫、常壓下的清水常溫、常壓下的清水(標(biāo)定特性曲線時(shí)采用的工質(zhì)標(biāo)定特性曲線時(shí)采用的工質(zhì))” 或或葉輪直徑葉輪直徑被切被切割或割或轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速改變時(shí)，泵性能都會(huì)發(fā)生變化，應(yīng)對(duì)泵改變時(shí)，泵性能都會(huì)發(fā)生變化，應(yīng)對(duì)泵的特性參數(shù)重新?lián)Q算。的特性參數(shù)重新?lián)Q算。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）13(一一)輸送輸送液體液體物性物性的影響及換算的影響及

9、換算)102( QHN 密度密度 只有只有 受其影響，受其影響， 當(dāng)液體的運(yùn)動(dòng)粘度當(dāng)液體的運(yùn)動(dòng)粘度 (= / )20 10 -6m2/s 時(shí)，時(shí)，各參數(shù)按下列公式換算：各參數(shù)按下列公式換算：其余不變。其余不變。 粘度粘度 HfH Q N 各換算系數(shù)見各換算系數(shù)見 p95 f.2-14。QCQQ HCHH C (2-15)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）14(二二)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速的影響及換算的影響及換算 當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，速度三角形隨之變化，當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，速度三角形隨之變化，H、Q、 、N都變。在都變。在 不大；設(shè)不大；設(shè) 不變不變( n 20%)時(shí)，有近似關(guān)系：時(shí)，有近似關(guān)系：2121nnQQ 22121 nnHH

10、(2-16)32121 nnNN中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）15(三三)葉輪直徑葉輪直徑D2的影響及換算的影響及換算 同型號(hào)泵換上直徑小些的葉輪，只同型號(hào)泵換上直徑小些的葉輪，只b2稍有變化，稍有變化，猶如對(duì)原葉輪猶如對(duì)原葉輪“切割切割”了一刀了一刀(切割量切割量5%D2)。n不變時(shí)，有近似關(guān)系：不變時(shí)，有近似關(guān)系：切割定律切割定律22DDQQ 222 DDHH322 DDNN(2-17)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）16 當(dāng)葉輪的直徑和其它尺寸都變化當(dāng)葉輪的直徑和其它尺寸都變化(比例固定比例固定)時(shí)，相似工況下有時(shí)，相似工況下有:222 DDHH322 DDQQ(2-18)522 DDNN中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）

11、17 似乎葉輪入口形成的低壓越低，液體被吸入泵似乎葉輪入口形成的低壓越低，液體被吸入泵的可靠性越大。的可靠性越大。五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度(一一)離心泵的氣蝕現(xiàn)象離心泵的氣蝕現(xiàn)象 當(dāng)當(dāng)入口壓強(qiáng)入口壓強(qiáng) p1 p1 p1,min Hs用輸送液體柱高度表示的真空度，用輸送液體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葉葉輪輪入入口口葉葉輪輪出出口口P1,min飽和飽和蒸氣壓蒸氣壓絕對(duì)絕對(duì)0壓壓H中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）22(2-21)代入代入(2-19)：Hs與泵的結(jié)構(gòu)、輸送液體的流量、物性及當(dāng)?shù)卮笈c泵的結(jié)構(gòu)、輸送液體的流量、物性及當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)

12、有關(guān)。廠家給的氣壓強(qiáng)有關(guān)。廠家給的Hs以以1at，20清水清水為介質(zhì)為介質(zhì)標(biāo)定的。標(biāo)定的。Q Hs ，而，而Hs Hg 計(jì)算時(shí)用計(jì)算時(shí)用最大流量下的最大流量下的Hs 。有建議。有建議Hg再減去再減去0.51m的高度。的高度。4 . 21081. 910103346. 281. 9101081. 93434 VasHHHgppHas 1 按標(biāo)定條件，把按標(biāo)定條件，把 改寫為：改寫為：gppHas 1 10,21102 fgHgugppH 10,212 fsgHguHH(2-22)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）232. 氣蝕余量氣蝕余量 h (多為油泵用多為油泵用) 為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，離心泵入口附近的液體

13、靜為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，離心泵入口附近的液體靜 3310)24. 081. 910()10( vasspHHHgp 1gu 21壓頭壓頭 與動(dòng)壓頭與動(dòng)壓頭 之和必須大于操作溫度下液之和必須大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭的一個(gè)最小值。體的飽和蒸氣壓頭的一個(gè)最小值。gpgugphv 2211(2-24)當(dāng)輸送的工質(zhì)與測(cè)定條件不符時(shí)，修正：當(dāng)輸送的工質(zhì)與測(cè)定條件不符時(shí)，修正：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）24發(fā)生氣蝕的臨界條件發(fā)生氣蝕的臨界條件 設(shè)設(shè) p1,min 處為處為k-k截面，截面，p1,min 等于等于 pv，此時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的 p1 也達(dá)其最小值，安裝真空表處也達(dá)其最小值，安裝真空表處1k：k

14、fvkHgpgugpgu 1 ,212122 gpgpguhv 1212 kfkHgu 1,22則：則： (2-27)10,0 fvgHhgpgpH 又又Qh ，應(yīng)取應(yīng)取Qmax下的下的 h 值值。10 ,21102 fgHgugppH 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）25p102 例例 2-610,212 fsgHguHH 用用3B33型泵從一敞口槽中將水送至它型泵從一敞口槽中將水送至它處。槽內(nèi)液面恒定，處。槽內(nèi)液面恒定，Q=4555m3/h，Qmax下吸入管壓下吸入管壓 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水時(shí)的水時(shí)的Hg=0=1mQmax下，下，=3m=3-1=2m頭損失頭損失Hf,0-1=1m，吸入管中動(dòng)壓頭，吸入管中動(dòng)壓頭 0。試計(jì)算：。試計(jì)算：送送20水時(shí)的水時(shí)的Hg，送送65水時(shí)的水時(shí)的Hg , pa=1at=10mH2O中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）26送送65水時(shí)的水時(shí)的Hg 3310)24. 081. 910()10( vassPHHHOmH233465. 05 .98010124. 01081. 910554. 23 OmHHguHHfsg210,2135. 0165. 02 由由可見，當(dāng)輸送條件變動(dòng)時(shí)，安裝高度有可見，當(dāng)輸送條件變動(dòng)時(shí)，安裝高度有可能