水泵基本參數(shù)及特性曲線講解

第一章概論——水工藝泵與泵站的作用及發(fā)展1現(xiàn)在是1頁\一共有91頁\編輯于星期三前言學(xué)時安排：水泵基礎(chǔ)理論（20）+泵站（16）課堂任務(wù)（1）有關(guān)基礎(chǔ)知識（包括概念、公式定律及分析思路）；（2）介紹與專業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系較緊密的技能常識；（3）介紹泵業(yè)發(fā)展新動向及研究前沿課題。課后任務(wù)自學(xué)，作業(yè)參考課堂內(nèi)容查閱資料課外科研2現(xiàn)在是2頁\一共有91頁\編輯于星期三一、泵的定義定義：將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并傳遞給被輸送介質(zhì)的動能和壓能的一種機(jī)械背景知識：泵是我國三大耗能機(jī)械產(chǎn)品（汽車、機(jī)床、水泵）之一，水泵效率提高1%即相當(dāng)于我國新建了一座300MW發(fā)電廠。我國風(fēng)機(jī)、泵的總用電占全國用電量的31%，占工業(yè)用電的約50%，各工業(yè)部門機(jī)泵用電量均占60%以上。例如：電力72.43%；化肥76%；煉油58.15%；油田63.3%3現(xiàn)在是3頁\一共有91頁\編輯于星期三二、泵的分類根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類方法：介質(zhì)性質(zhì)（用途）：清水泵、污水泵、渣漿泵、油泵泵體結(jié)構(gòu)：葉片泵、容積泵（往復(fù)泵或活塞泵、轉(zhuǎn)子泵）、其他類型泵（螺旋泵、氣升泵、射流泵、水錘泵）葉片泵按輸送特性或工作原理分為：離心泵、軸流泵、混流泵小知識給排水、石油化工、航空航天、水利水電中最常用的泵為葉片泵葉片泵定義：通過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪把機(jī)械能傳給被抽吸液體的機(jī)械。4現(xiàn)在是4頁\一共有91頁\編輯于星期三離心泵5現(xiàn)在是5頁\一共有91頁\編輯于星期三軸流泵6現(xiàn)在是6頁\一共有91頁\編輯于星期三混流泵7現(xiàn)在是7頁\一共有91頁\編輯于星期三三、作用和地位1、作用：輸送、加壓、混合水泵及水泵站是給排水工程的主體動力工程一種醫(yī)用泵——人體血液體外循環(huán)泵，即是泵與給排水工程關(guān)系的最好例子，即心臟與肌體的關(guān)系，輸送介質(zhì)即為血液。2、泵站在給排水中的位置給水廠：取水泵站（取自水源）→凈水處理工藝構(gòu)筑物（過濾反沖洗）→送水泵站（至用戶管網(wǎng)）污水處理廠：污水泵站（收集污水）→水處理工藝構(gòu)筑物（回流污泥泵房、排污泵）→排水泵站（或自排入水體）輸送管道工程：中途加壓泵站（給水）、提升泵站（排水）8現(xiàn)在是8頁\一共有91頁\編輯于星期三四、泵的研究現(xiàn)狀泵應(yīng)用研究所關(guān)心的兩大問題工程實(shí)用性：不同類型的泵應(yīng)滿足各行各業(yè)工藝要求，且具有易維修及耐久性；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：泵工藝制造方面造價低，實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用低。主要研究泵的設(shè)計理論：提高效率、汽蝕防治、消除駝峰（小流量不穩(wěn)定運(yùn)行）、無過載設(shè)計等泵的優(yōu)化運(yùn)行研究動態(tài)特種泵的設(shè)計低比轉(zhuǎn)速泵、超低比轉(zhuǎn)速泵、渣漿泵（固液兩相流）、高溫高揚(yáng)程泵（鍋爐水）、低溫高壓泵（液態(tài)氮、液態(tài)二氧化碳）、電動潛油泵、砂泵、磁力驅(qū)動離心泵。其他特種泵如往復(fù)泵（揚(yáng)程高，流量穩(wěn)定）9現(xiàn)在是9頁\一共有91頁\編輯于星期三四、泵站的研究現(xiàn)狀節(jié)能改造措施近年來，節(jié)能改造更換耗能大的老設(shè)備；改造設(shè)備包括切割葉輪外徑、減少葉輪級數(shù)，改用高效率泵和機(jī)電；合理設(shè)計選型等，進(jìn)一步節(jié)能的潛力在于運(yùn)行中的優(yōu)化調(diào)度。設(shè)計選型的誤區(qū)一般沒有過多考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而按最不利工況選泵。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，各廠的原料一般達(dá)不到設(shè)計要求，減量較大，處理量時大時小，靠閥門調(diào)節(jié)流量能耗很大。10現(xiàn)在是10頁\一共有91頁\編輯于星期三第二章葉

片

式

水

泵

—泵的工作原理、基本構(gòu)造及主要零件11第二章現(xiàn)在是11頁\一共有91頁\編輯于星期三第一節(jié)離心泵的工作原理與基本構(gòu)造

一、葉片泵發(fā)展的歷史二、葉片泵特點(diǎn)

依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)完成能量轉(zhuǎn)換三、葉片泵的分類根據(jù)水流通過葉輪時的受力方向：徑向流→離心泵→主力為離心力軸向流→軸流泵→主力為軸向升力斜向流→混流泵→主力為離心力和軸向升力的合力

12第二章現(xiàn)在是12頁\一共有91頁\編輯于星期三一、工作原理

P4圖2-1轉(zhuǎn)速↑△H↑半徑↑△H↑質(zhì)點(diǎn)繞定位的中心軸作圓周運(yùn)動時受到離心力作用

13第二章現(xiàn)在是13頁\一共有91頁\編輯于星期三二、構(gòu)成P4圖2-2單級單吸式離心泵，圖2-3葉輪葉輪、泵殼、泵軸、軸承、進(jìn)水口、擴(kuò)壓室、支座、軸封吸水管、出水管14第二章現(xiàn)在是14頁\一共有91頁\編輯于星期三三、工作過程

P5圖2-31、離心、真空→工作、連續(xù)2、能量的轉(zhuǎn)換及損失

15第二章現(xiàn)在是15頁\一共有91頁\編輯于星期三第二節(jié)離心泵主要零件

根據(jù)工作原理理解主要部件的結(jié)構(gòu)及其作用P5圖2-4重點(diǎn)五大部件，結(jié)合認(rèn)識實(shí)習(xí)進(jìn)一步建立感性認(rèn)識依次為：葉輪、泵殼、泵軸、填料函、檢漏環(huán)、軸承、泵座、聯(lián)軸器

16第二章現(xiàn)在是16頁\一共有91頁\編輯于星期三一、葉輪1、作用：通過其旋轉(zhuǎn)時介質(zhì)流體獲得離心力

2、形狀、型式

根據(jù)吸水方式分為:單吸式、雙吸式（P5圖2-3、P6圖2-5）根據(jù)蓋板數(shù)分為:封閉式、敞開式、半開式（P6圖2-6）其形狀（前彎式、后彎式、徑向式、空間式葉片等）通過水力計算決定3、材料:鑄鐵、鑄鋼、青銅及其它新型材料（特點(diǎn)：耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度）

17第二章現(xiàn)在是17頁\一共有91頁\編輯于星期三18第二章現(xiàn)在是18頁\一共有91頁\編輯于星期三二、泵殼

1、作用:水流通道、導(dǎo)流，其漸擴(kuò)面的設(shè)計應(yīng)盡量減小速度梯度，保證良好的水力條件2、形狀:蝸殼形、螺旋形特點(diǎn)：漸擴(kuò)斷面時流速保持常數(shù)，出口擴(kuò)散管使流速降低增加壓能以減小水力損失3、材料:鑄鐵、青銅（特點(diǎn)：耐壓、耐磨、耐腐蝕、抗沖擊）4、其他:充水、放氣孔真空、壓力表測壓螺孔19第二章現(xiàn)在是19頁\一共有91頁\編輯于星期三三、泵軸作用:葉輪的旋轉(zhuǎn)中心，其轉(zhuǎn)速不能與共振的臨界轉(zhuǎn)速相當(dāng)或成倍數(shù)以防止共振材料:碳素鋼、不銹鋼(特點(diǎn)：抗扭強(qiáng)度、剛度、撓度)20第二章現(xiàn)在是20頁\一共有91頁\編輯于星期三四、填料函作用:軸封裝置，泵軸穿出泵殼時，軸與泵殼之間的縫隙組成:填料又叫盤根（阻水、阻氣）；壓蓋（壓緊填料）；水封環(huán)、水封管（水封水有水封管流入軸與填料的間隙，起冷卻與潤滑的作用）

21第二章現(xiàn)在是21頁\一共有91頁\編輯于星期三五、減漏環(huán)作用:減少葉輪入口的外圓與泵殼內(nèi)壁接縫處高低壓的交界面的泵殼內(nèi)高壓水向吸水口回流、承磨（承磨環(huán)）形式:單環(huán)型、雙環(huán)型、雙環(huán)迷宮型

材料:

22第二章現(xiàn)在是22頁\一共有91頁\編輯于星期三其它零件六、軸承座作用：支承分類構(gòu)造特性：滾動、滑動荷載大?。簼L柱、滾珠荷載特性：徑向、止推2.冷卻：空冷、水冷七、泵座作用：將泵體與底板或基礎(chǔ)相固定23第二章現(xiàn)在是23頁\一共有91頁\編輯于星期三其它零件

八、聯(lián)軸器作用：(P10圖2-14)連接泵軸與電機(jī)軸、傳遞電機(jī)出力九、軸向力平衡措施(P10圖2-15、16)單吸離心泵，由于葉輪在軸向上缺乏對稱性，工作是前后兩側(cè)水壓力不同，產(chǎn)生軸向推力習(xí)題：1、理解離心泵的工作原理及工作過程2、離心泵主要部件及作用24第二章現(xiàn)在是24頁\一共有91頁\編輯于星期三參觀模型室

參觀內(nèi)容：

1.泵的型式(1)離心泵葉片、軸流泵葉片、混流泵葉片(2)雙吸離心泵、單吸離心泵(3)單級離心泵、多級離心泵2.泵體構(gòu)造葉片（葉輪）、泵殼、泵軸、填料函、檢漏環(huán)、軸承、泵座、聯(lián)軸器

3.水環(huán)真空泵

4.射流泵5.軸流泵裝置模型6.離心泵裝置7.離心泵的起動過程（抽真空啟動、閘閥的操作）8.離心泵主要性能參數(shù)的測量與計算25第二章現(xiàn)在是25頁\一共有91頁\編輯于星期三復(fù)習(xí)葉片泵工作原理離心泵泵體結(jié)構(gòu)及基本零件葉輪(葉片、流道)、泵殼、泵軸、軸承、填料盒（填料、水封管、水封水）、減漏環(huán)、連軸器、軸向力平衡措施、泵座26第二章現(xiàn)在是26頁\一共有91頁\編輯于星期三第三節(jié)葉片泵的基本性能參數(shù)

(掌握定義、單位、符號及參數(shù)間的影響關(guān)系

)流量——單位時間內(nèi)通過水泵出口的液體數(shù)量

Q（）（）揚(yáng)程——單位重量液體從泵進(jìn)口到出口所增加能量

H（）

軸功率——水泵從動力機(jī)實(shí)際獲得的功率（泵軸傳遞的功率）N（kW）

有效功率——軸功率扣除泵軸承摩擦及泵內(nèi)水力損失、容積損失、機(jī)械損失等造成的功率損失后水泵的輸出功率

(Nu=rQH)27第二章現(xiàn)在是27頁\一共有91頁\編輯于星期三第三節(jié)葉片泵的基本性能參數(shù)效率——水泵有效功率與水泵軸功率之比

轉(zhuǎn)速——水泵葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)速rpm

注意：水泵的各項性能參數(shù)與葉輪轉(zhuǎn)速有關(guān)

28第二章現(xiàn)在是28頁\一共有91頁\編輯于星期三第三節(jié)葉片泵的基本性能參數(shù)允許吸上真空高度

——水泵在給定的條件下保證不產(chǎn)生氣蝕的最大吸上真空高度（單位：m）汽蝕余量（NPSH）——為不發(fā)生汽蝕，在水泵進(jìn)口單位重量的水所具有的能量減去水的飽和氣化壓頭后所剩余的值(單位：m)注意：滿足水泵的吸水條件是保證水泵正常運(yùn)行的必要條件

兩個概念從不同側(cè)面反映水泵吸水性能的好壞29第二章現(xiàn)在是29頁\一共有91頁\編輯于星期三本章需要了解：

泵理論——描述水泵基本性能參數(shù)間的關(guān)系（揚(yáng)程、功率、效率、汽蝕性能曲線、相對性能曲線等）泵的應(yīng)用——水泵樣本提供水泵銘牌、性能曲線、泵的構(gòu)造、尺寸及安裝圖等泵的銘牌提供泵型號、設(shè)計工況點(diǎn)的揚(yáng)程、流量、允許吸上真空高度（極限值）、轉(zhuǎn)數(shù)、效率、軸功率、重量等

30第二章現(xiàn)在是30頁\一共有91頁\編輯于星期三第四節(jié)離心泵基本方程

一、葉輪中液體的流動分析

液體質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入葉輪后做復(fù)合圓周運(yùn)動

31第二章現(xiàn)在是31頁\一共有91頁\編輯于星期三葉輪中液體的流動分析1、兩個坐標(biāo)系（1）動坐標(biāo)系：旋轉(zhuǎn)的葉輪（2）靜坐標(biāo)系：固定不動的泵殼或泵座2、相對運(yùn)動、牽連運(yùn)動——實(shí)際運(yùn)動相對速度——水流在液槽中以速度沿葉片而流動牽連速度——水流隨葉輪以u一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動絕對速度——水流對固定坐標(biāo)而言的絕對速度32第二章現(xiàn)在是32頁\一共有91頁\編輯于星期三流動分解示意圖33第二章現(xiàn)在是33頁\一共有91頁\編輯于星期三葉片內(nèi)流場速度矢量的分析3、速度角絕對速度與圓周速度的夾角相對速度與圓周運(yùn)動的反向延長線夾角

4、速度三角形推導(dǎo)基本方程式涉及進(jìn)出、口速度三角形分別以下標(biāo)“1”、“2”表示各項速度及角度5、討論葉片形狀——后彎式葉片

34第二章現(xiàn)在是34頁\一共有91頁\編輯于星期三進(jìn)、出口速度三角形35第二章現(xiàn)在是35頁\一共有91頁\編輯于星期三后彎式葉片示意36第二章現(xiàn)在是36頁\一共有91頁\編輯于星期三二、基本方程式的推導(dǎo)手段——建立葉輪對液體做功與液體運(yùn)動之間的關(guān)系目的——推算水泵的理論揚(yáng)程37第二章現(xiàn)在是37頁\一共有91頁\編輯于星期三2.1三點(diǎn)假定一維流動假定（流動理論）液流運(yùn)動均勻一致，同半徑同名速度相等恒定流假定理性流體假定（無粘性、無摩擦、不可壓縮）38第二章現(xiàn)在是38頁\一共有91頁\編輯于星期三2.2液槽內(nèi)液流分析(P19圖2-20）39第二章現(xiàn)在是39頁\一共有91頁\編輯于星期三方程推導(dǎo)液槽內(nèi)水流動量矩的變化等于質(zhì)量動量矩的變化用動量矩表達(dá)這一關(guān)系：通過葉輪的水流獲得的能量用其動量矩的增值表示液流施加于水流的能量即為所有作用在液體上的外力矩之和式中：QT

、HT

——通過葉輪的理論流量、揚(yáng)程

40第二章現(xiàn)在是40頁\一共有91頁\編輯于星期三2.3理想流體假定下的理論功率：2.4功率的另一表達(dá)式→基本方程：(2-14)41第二章現(xiàn)在是41頁\一共有91頁\編輯于星期三三、基本方程式的討論

3.1減小進(jìn)水角獲得正值揚(yáng)程基本方程為第一項，說明水流垂直流入葉輪可以提高揚(yáng)程

3.2理論揚(yáng)程與出口圓周速度有關(guān)，提高轉(zhuǎn)速、增加葉輪直徑均可增加揚(yáng)程3.3揚(yáng)程與密度無關(guān)，但消耗功率不同42第二章現(xiàn)在是42頁\一共有91頁\編輯于星期三3.4用余弦定律推導(dǎo)揚(yáng)程的另一種表達(dá)式由相對運(yùn)動能量方程，可得右式前兩項為勢揚(yáng)程：第一項是離心力對單位重量液體所作之功，使經(jīng)過葉輪的液體壓能增加第二項表示由于相對速度下降水流壓能的增加第三項為動揚(yáng)程

43第二章現(xiàn)在是43頁\一共有91頁\編輯于星期三理論分析理論分析（P18圖2-19公式2-15）理論揚(yáng)程基本方程

=90

>90

<90°

（—后彎式葉片理論揚(yáng)程最?。?

44第二章現(xiàn)在是44頁\一共有91頁\編輯于星期三后彎式葉片示意45第二章現(xiàn)在是45頁\一共有91頁\編輯于星期三前彎、后彎、徑向葉片特點(diǎn)

——葉片進(jìn)水角

——葉片出水角

=90°——徑向式葉片

>90°——葉片背面向葉片工作面呈前彎式

<90°——葉片工作面向葉片背面呈后彎式前彎式葉片的缺點(diǎn)：流道短、彎度大，水力損失大；后彎式葉片的優(yōu)點(diǎn)（P17、18）：流道平緩、長、彎度小，液槽水損小

（流速梯度變化?。┮话銥?0°至30°。

46第二章現(xiàn)在是46頁\一共有91頁\編輯于星期三出口葉片角對性能的影響47第二章現(xiàn)在是47頁\一共有91頁\編輯于星期三四、基本方程的修正4.1三點(diǎn)假定中恒定流的假定基本滿足泵在啟動與停機(jī)時，泵與系統(tǒng)處于非穩(wěn)定狀態(tài)工作，特別是碰上突發(fā)事故時（如斷電和停電等）尤為如此，此外，近年來處于環(huán)保與節(jié)能考慮，人們利用風(fēng)能和太陽能泵系統(tǒng)直接進(jìn)行供水、灌溉、排澇等工作。由于風(fēng)能與太陽能的隨機(jī)特性，這種形式的泵系統(tǒng)實(shí)際上是在變速下工作。我們采用離心泵穩(wěn)定工作特性曲線來估算非穩(wěn)定工作特性，在頻率較低、工作參數(shù)變化較小的情況下，還是可取的。48第二章現(xiàn)在是48頁\一共有91頁\編輯于星期三四、基本方程的修正

4.2對一維流動假定的修正P16圖2-19葉柵的實(shí)際情況不能滿足一維流假定——液槽中實(shí)際流速分布不均勻.(

有限的葉柵使流線向逆時針方向偏離)?49第二章第四節(jié)現(xiàn)在是49頁\一共有91頁\編輯于星期三4.2對一維流假定的修正反旋問題:葉輪轉(zhuǎn)動時在葉輪出口附近,液流的慣性使葉片迎水面（壓力面、工作面）流速降低、壓力提高，葉片背水面（吸力面）流速提高、壓力降低，由此產(chǎn)生了反旋現(xiàn)象。50第二章現(xiàn)在是50頁\一共有91頁\編輯于星期三4.2對一維流動假定的修正由于液流的慣性使葉片迎水面（工作面）流速提高、壓力降低，葉片背水面（壓力面）流速降低、壓力提高，由此產(chǎn)生了反旋現(xiàn)象。（尾流-射流結(jié)構(gòu)），反旋使揚(yáng)程降低，引入修正系數(shù)P

51第二章現(xiàn)在是51頁\一共有91頁\編輯于星期三4.3對理想流體的修正引入水力效率進(jìn)行修正泵殼內(nèi)的水力損耗包括葉輪進(jìn)出口的沖擊、葉槽中的紊動、轉(zhuǎn)彎和摩阻損失。實(shí)際揚(yáng)程表達(dá)式：

（2-22）52第二章第四節(jié)現(xiàn)在是52頁\一共有91頁\編輯于星期三小結(jié)葉片泵的基本性能參數(shù)(6個)流量、揚(yáng)程、軸功率、效率、轉(zhuǎn)速、允許吸上真空高度（汽蝕余量）水泵銘牌參數(shù)基本方程推導(dǎo)進(jìn)、出口速度三角形、動量矩方程、功率表達(dá)式基本方程分析幾個重要的角度：β1（進(jìn)口沖角）、β2（葉片安放角）、α1（<90）葉輪直徑、葉輪轉(zhuǎn)速53第二章現(xiàn)在是53頁\一共有91頁\編輯于星期三第五節(jié)離心泵裝置的總揚(yáng)程理想揚(yáng)程→修正→實(shí)際揚(yáng)程靜揚(yáng)程裝置揚(yáng)程總揚(yáng)程54第二章現(xiàn)在是54頁\一共有91頁\編輯于星期三第五節(jié)離心泵裝置的總揚(yáng)程

引言：基本方程從流動分析角度推出了揚(yáng)程表達(dá)式，本節(jié)從裝置或工程角度，通過水流經(jīng)過水泵后所獲得的比能，由此反映水泵做功的情況，即揚(yáng)程。概念：水泵裝置——水泵機(jī)組配上進(jìn)出、口管路及一切附件后的系統(tǒng)(外界條件：江河水位、水塔高度、管網(wǎng)壓力)實(shí)際揚(yáng)程的確定：運(yùn)行中通過讀表（進(jìn)口真空表、出口壓力表）、設(shè)計中通過對地形及水壓的估算

55第二章現(xiàn)在是55頁\一共有91頁\編輯于星期三一、測定揚(yáng)程

P17圖2-20列1-1、2-2斷面的能量方程（水泵進(jìn)出水管斷面）水泵揚(yáng)程：

令、分別為真空表（正值）和壓力表讀數(shù)（相對壓力）單位：

56第二章現(xiàn)在是56頁\一共有91頁\編輯于星期三一、測定揚(yáng)程則得(2-27)忽略真空表和壓力表的位置差及進(jìn)、出口速度水頭差即有

水泵揚(yáng)程等于真空表（真空值）和壓力表（相對壓力水頭）讀數(shù)之和57第二章現(xiàn)在是57頁\一共有91頁\編輯于星期三二、根據(jù)原始資料估算揚(yáng)程

水泵做功揚(yáng)程消耗于進(jìn)、出水管道中水頭損失和提升液體的高度

以泵軸線o-o斷面為基準(zhǔn)面

列進(jìn)水管進(jìn)、出口斷面0-0、1-1能量方程（2－29）

列出水管進(jìn)、出口斷面2-2、3-3能量方程（2－30）

代入得58第二章現(xiàn)在是58頁\一共有91頁\編輯于星期三式中：

——吸水地形高度；

——壓水地形高度；

——水泵凈（靜）揚(yáng)程，

——管路總損失

管路上的沿程損失和局部損失注意！裝置總揚(yáng)程涉及的進(jìn)、出水池液面應(yīng)為自由液面，否則需換算.59第二章現(xiàn)在是59頁\一共有91頁\編輯于星期三作業(yè)：P107習(xí)題1~360第二章現(xiàn)在是60頁\一共有91頁\編輯于星期三第六節(jié)離心泵特性曲線—揚(yáng)程、功率、效率隨水流量變化規(guī)律—曲線表示方法：試驗性能曲線、相對性能曲線、綜合性能曲線（型譜圖）通用性能曲線（軸流泵）、全面性能曲線等—汽蝕曲線現(xiàn)在是61頁\一共有91頁\編輯于星期三第六節(jié)離心泵特性曲線

復(fù)習(xí)：揚(yáng)程表達(dá)式

現(xiàn)在是62頁\一共有91頁\編輯于星期三新問題：

1、實(shí)際工作除對揚(yáng)程提出要求外，還對流量提出要求，對于泵的其他基本參數(shù)在選型和使用時，也應(yīng)有相關(guān)要求，故需要提出一種能直接反映泵的基本參數(shù)之間關(guān)系的方程——特性方程

2、水泵實(shí)際工作流量和揚(yáng)程往往是在某一個區(qū)間內(nèi)變化的，當(dāng)實(shí)際工作偏離設(shè)計工況時，泵內(nèi)的流態(tài)變得很復(fù)雜，由于理論方法很難得到精確的表達(dá)式，因此采用性能實(shí)驗和汽蝕試驗繪制經(jīng)驗曲線——性能曲線，同時根據(jù)對試驗點(diǎn)回歸得出經(jīng)驗方程設(shè)計工況——設(shè)計離心泵時所采用的工況，此時離心泵效率最高

現(xiàn)在是63頁\一共有91頁\編輯于星期三一、性能曲線名稱及形式

1.1名稱（在轉(zhuǎn)速一定下）

揚(yáng)程曲線：Q-H

功率曲線：Q-N

效率曲線：Q-

氣蝕曲線：

Q-Hs

現(xiàn)在是64頁\一共有91頁\編輯于星期三一、性能曲線名稱及形式1.2形式

實(shí)驗性能曲線：各參數(shù)隨流量的變化規(guī)律

全面性能曲線：反映水泵工況、水泵制動工況、水輪機(jī)工況和水輪機(jī)制動工況的四象限性能曲線

相對性能曲線：相似水泵的性能曲線，不同比轉(zhuǎn)速

通用性能曲線：對離心泵為在不同轉(zhuǎn)速下的各性能曲線，對軸流泵為在不同葉片安放角下的性能曲線

綜合性能曲線：不同水泵高效區(qū)性能曲線

現(xiàn)在是65頁\一共有91頁\編輯于星期三二、理論性能曲線

——

（定性分析）

2.1公式推導(dǎo)（P28）由得現(xiàn)在是66頁\一共有91頁\編輯于星期三理論特性曲線試驗特性曲線2.2對理論揚(yáng)程的修正

(1)對一維流假定的修正：反旋引起揚(yáng)程下降→曲線1(2)對理想流體假定的修正：泵內(nèi)摩阻損失→曲線2，沖擊損失→曲線3(3)對泄漏與回流的修正：容積損失→曲線4

(4)對機(jī)械磨損的修正：機(jī)械損失對揚(yáng)程無影響，對功率有影響（軸承、填料軸封、圓盤摩擦損失）

現(xiàn)在是67頁\一共有91頁\編輯于星期三離心泵的理論特性曲線QH現(xiàn)在是68頁\一共有91頁\編輯于星期三2.3效率的概念1.水力效率2.容積效率3.機(jī)械效率概念：

有效功率水功率軸功率4.總效率：

現(xiàn)在是69頁\一共有91頁\編輯于星期三泵效率知識

在泵正常工作范圍內(nèi)：水力阻力損失功率占30%

葉輪圓盤損失功率占8.2%（提高圓盤及泵體表面光滑度，盡量減小葉輪外徑）止推軸承摩擦損失功率占6%（合理的軸向力平衡措施可減?。┧p失組成:主要由葉輪、圓盤摩擦損失、葉輪流道摩擦損失、葉輪流道擴(kuò)散損失組成現(xiàn)在是70頁\一共有91頁\編輯于星期三實(shí)測特性曲線（P32圖2－27）揚(yáng)程曲線效率曲線功率曲線汽蝕曲線現(xiàn)在是71頁\一共有91頁\編輯于星期三三.實(shí)測特性曲線的討論

3.1與理論特性線的關(guān)系：

定性分析理論特性曲線有助于了解實(shí)測特性線的變化趨勢，水泵廠通過實(shí)測的方法得到水泵特性線

3.2前彎式葉片的弊端

(1)前彎式葉片：水泵揚(yáng)程和軸功率隨流量的升高而升高，造成電機(jī)過載，對電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行不利(2)動揚(yáng)程大（C2），水力損失大，效率低。

現(xiàn)在是72頁\一共有91頁\編輯于星期三三.實(shí)測特性曲線的討論3.3性能曲線具有“揚(yáng)程隨流量的上升而下降”的特性，一方面有利于電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，另一方面與管網(wǎng)“阻力隨流量的增加而上升”的特性相匹配，便于在能量供求關(guān)系平衡的條件下達(dá)成工況點(diǎn)自動穩(wěn)定。3.4在最高效率點(diǎn)周圍的一定范疇為水泵運(yùn)行高效區(qū)（不低于最高效率的10%）3.5啟動時，水泵在零流量下運(yùn)行，其功率（30%N）消耗于機(jī)械摩擦，泵殼溫度上升，故離心泵關(guān)閥啟動時間不宜過長現(xiàn)在是73頁\一共有91頁\編輯于星期三三.實(shí)測特性曲線的討論3.6選配電機(jī)（P33表2-1）（2-50）考慮因素：選擇水泵運(yùn)行過程中可能遇到的最大軸功率小知識：對于低比轉(zhuǎn)速離心泵需要進(jìn)行無過載設(shè)計

3.7氣蝕曲線反映相應(yīng)流量下水泵允許的最大吸上真空高度，并非運(yùn)行時的實(shí)際真空值3.8水泵抽吸其他液體時應(yīng)根據(jù)該液體的密度（功率）及粘度（揚(yáng)程）進(jìn)行換算現(xiàn)在是74頁\一共有91頁\編輯于星期三作業(yè):第六節(jié)習(xí)題：P108習(xí)題5、6（第五版）現(xiàn)在是75頁\一共有91頁\編輯于星期三第七節(jié)離心泵定速運(yùn)行工況討論額定轉(zhuǎn)速下離心泵的運(yùn)行參數(shù)隨流量的變化現(xiàn)在是76頁\一共有91頁\編輯于星期三第七節(jié)離心泵定速運(yùn)行工況

引言：

特性曲線反映水泵本身潛在的工作能力水泵裝置的實(shí)際工況反映水泵實(shí)際做功情況概念：工況點(diǎn)——水泵裝置在某瞬時的實(shí)際出水量、揚(yáng)程和功率以及吸上真空高度。

現(xiàn)在是77頁\一共有91頁\編輯于星期三一、管道阻力特性曲線及表達(dá)式

P35圖2-281.1定義：水流經(jīng)過管道時，水頭損失與流量的關(guān)系曲線式中：S——管路阻力損失當(dāng)V>1.2m/s

當(dāng)v<1.2m/s

現(xiàn)在是78頁\一共有91頁\編輯于星期三1.2管路系統(tǒng)特性曲線及方程表達(dá)式

P35圖2-29

物理意義：曲線上任一點(diǎn)K的縱坐標(biāo)H表示水泵輸送流量Q所需提供的靜揚(yáng)程，以及為此而消耗于管路中的水力損失，即

現(xiàn)在是79頁\一共有91頁\編輯于星期三二、圖解法求水箱出流工況點(diǎn)

P36圖2-302.1直接法(a)：能量線與管路系統(tǒng)特性線求交點(diǎn)物理意義：水箱所提供總比能H與管道所消耗的總比能數(shù)量相等2.2折引法(b)：從能量線上扣除管路阻力特性曲線后與橫軸求交物理意義：水箱所提供的比能H全部消耗于連接管路的摩阻上

現(xiàn)在是80頁\一共有91頁\編輯于星期三

直接法折引法能量線與管路系統(tǒng)特性線求交點(diǎn)

從能量線上扣除管路阻力特性曲線后與橫軸求交

現(xiàn)在是81頁\一共有91頁\編輯于星期三三、圖解法求離心泵裝置的工況點(diǎn)

3.1工況點(diǎn)求解步驟

P37圖2-31（直接法）

圖2-32（折引法）

直接法步驟：繪制水泵特性曲線（樣本提供）；公式計算管路阻力特性曲線；結(jié)合進(jìn)出水池水位差（凈揚(yáng)程）繪出管路系統(tǒng)特性線；交點(diǎn)M為水泵裝置工況平衡點(diǎn)

現(xiàn)在是82頁\一共有91頁