離心特性曲線

第二節(jié)離心泵的特性及特性曲線Section2Characteristicsandperformancecurveofcentrifugalpump假設(shè)(Hypothesis)：(1)理想葉輪：葉片無(wú)限多且無(wú)限薄，流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片型線重合。(2)理想流體：無(wú)黏性、不可壓縮流體。(3)定常流動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度大小和方向不隨時(shí)間變化。一離心泵的揚(yáng)程和流量1

液體在葉輪中的流動(dòng)情況液體在葉輪中的流動(dòng)

速度三角形圓周速度u相對(duì)速度w絕對(duì)速度vvu周向分速度vr徑向分速度u方向一定w方向一定v方向一定速度角液流角

速度三角形圓周速度u相對(duì)速度w絕對(duì)速度vvu周向分速度vr徑向分速度Qt-流過(guò)葉輪的理論流量D-質(zhì)點(diǎn)處的葉輪直徑B-質(zhì)點(diǎn)處的葉輪寬度-排擠系數(shù),0.75-0.95速度角液流角

速度三角形圓周速度u相對(duì)速度w絕對(duì)速度vvu周向分速度vr徑向分速度葉輪流量、轉(zhuǎn)速、尺寸確定后，葉輪各處的速度三角形就確定。速度角液流角2揚(yáng)程方程式理論揚(yáng)程即為進(jìn)出葉輪的水頭之差：非慣性系統(tǒng)力加上慣性力，可采用慣性系統(tǒng)力學(xué)定律：(1)W：離心力對(duì)單位液體所做的功。代入(1)式，得離心泵揚(yáng)程方程式：運(yùn)用余弦定理，去掉w項(xiàng)，則：離心泵徑向吸入，v1u=0，而v2u=u2-v2rcot2：HtQt(c)前彎(a)徑向(b)后彎u22gv2D2b2cot2HtQt(c)前彎(a)徑向(b)后彎u22gv2D2b2cot2(1)揚(yáng)程主要取決于葉輪直徑及轉(zhuǎn)速。提高離心泵揚(yáng)程，可增大葉輪直徑或轉(zhuǎn)速；采用葉輪串聯(lián)的多級(jí)泵。HtQt(c)前彎(a)徑向(b)后彎u22gv2D2b2cot2(2)揚(yáng)程隨流量而變，并與葉片出口角2有關(guān)。前彎葉片揚(yáng)程高，但水力效率低。為了提高效率，一般采用后彎葉片。HtQt(c)前彎(a)徑向(b)后彎u22gv2D2b2cot2(3)理論揚(yáng)程與流體性質(zhì)無(wú)關(guān)，但實(shí)際揚(yáng)程因容積損失和水力損失而不同。H=100m的離心泵理論自吸高度12.9cm，所以無(wú)自吸能力。二能量損失和定速特性曲線機(jī)械、容積、水力損失。1各種損失和效率1)機(jī)械損失和機(jī)械效率軸封、軸承摩擦損失pm1輪盤摩擦損失pm2P-軸功率Pi-水力(指示)功率2)容積損失和容積效率平衡孔/管內(nèi)部漏泄外部漏泄平衡孔/管/盤漏泄多級(jí)泵級(jí)間漏泄q-總漏泄量平衡盤3)水力損失和水力效率(1)摩阻損失泵內(nèi)沿程摩擦阻力、局部阻力。3)水力損失和水力效率(2)撞擊、渦流損失額定工況：無(wú)撞擊非額定工況：撞擊機(jī)械損失機(jī)械效率容積損失容積效率總效率水力損失水力效率2理論定速特性曲線1)Q-H曲線(1)葉片有限的實(shí)際葉輪中存在渦旋損失，理論揚(yáng)程減小為Ht=HTK2u，K2u稱渦旋系數(shù)。特性線Qt-Ht。Qt-HT：理論流量-理論揚(yáng)程。2理論定速特性曲線1)Q-H曲線(2)水力損失，使實(shí)際揚(yáng)程減小為：H=Ht-(h1+h2)。特性線Qt-H。Qt-HT：理論流量-理論揚(yáng)程。2理論定速特性曲線1)Q-H曲線Qt-HT：理論流量-理論揚(yáng)程。(3)泄漏量q，隨揚(yáng)程H增大，Q=Qt-q。特性線Q-H。2理論定速特性曲線2)Q-P曲線Qt-Pi：理論流量-理論功率。(1)加機(jī)械功率損失P，P=Pi+P。特性線Qt-P。(2)理論流量減漏泄量q，Q=Qt-q。

特性線Q-P。2理論定速特性曲線3)Q-曲線根據(jù)Q-H曲線、Q-P曲線計(jì)算。特性線Q-。3實(shí)際定速特性曲線(★★★★★)

制作廠、實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)速恒定時(shí)測(cè)定的特性曲線。(1)Q-H線是選擇和使用離心泵的主要依據(jù)；并決定了所適用的工況調(diào)節(jié)方法。Q-H線具有三種形式。ABCKHQ0(1)陡降型-A線揚(yáng)程變化大，流量變化小。適用靜揚(yáng)程常波動(dòng)、又需保持流量：壓力柜水泵。(2)平坦型-B線流量變化大，靜揚(yáng)程變化小。適用常調(diào)節(jié)流量、又需揚(yáng)程穩(wěn)定：鍋爐給水泵。(3)駝峰型-C線易喘振，K點(diǎn)左面不穩(wěn)定。船上較少使用。3實(shí)際定速特性曲線(★★★★★)

制作廠、實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)速恒定時(shí)測(cè)定的特性曲線。(2)Q-P線是選擇原動(dòng)機(jī)功率和泵起動(dòng)方式的依據(jù)。封閉起動(dòng)(短時(shí)運(yùn)行)不設(shè)安全閥。3實(shí)際定速特性曲線(★★★★★)

制作廠、實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)速恒定時(shí)測(cè)定的特性曲線。(3)Q-線是判斷泵工作經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。額定工況效率最高，泵應(yīng)有較寬的高效區(qū)。3實(shí)際定速特性曲線(★★★★★)

制作廠、實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)速恒定時(shí)測(cè)定的特性曲線。(4)Q-hr線是抗汽蝕性能的表現(xiàn)。必需汽蝕余量隨流量增加而增加。三管路特性曲線和泵的工況點(diǎn)1管路特性曲線管路特性曲線(Pipelinecharacteristiccurve)：液體流過(guò)管路所需揚(yáng)程與流量的關(guān)系曲線。Hst-靜揚(yáng)程K-比例常數(shù)zpapa三管路特性曲線和泵的工況點(diǎn)1管路特性曲線zpapa管路特性曲線(Pipelinecharacteristiccurve)：液體流過(guò)管路所需揚(yáng)程與流量的關(guān)系曲線。QHstHRAARR2離心泵的工況點(diǎn)泵Q-H與管路Q-H交點(diǎn)稱泵的工況點(diǎn)(Operationpoint)。工況點(diǎn)的參數(shù)(Q、H、P、η、Δhr)即是離心泵在該管路工作的性能參數(shù)。QHstHCH0HAQAAQHstHCH0HAQAACCAA離心泵工作點(diǎn)的確定穩(wěn)定工況的工況點(diǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)管路特性改變導(dǎo)致工況點(diǎn)變化QHstHCH0HAQAADDQD四離心泵的特性變換1變速轉(zhuǎn)速增加，Q、H、P均增加。轉(zhuǎn)速變化大時(shí)，關(guān)系不適用。四離心泵的特性變換1變速通用特性曲線：各轉(zhuǎn)速的特性線畫在同一張圖上，效率相等點(diǎn)連成線。2切割葉輪切割葉輪對(duì)泵特性和工況的影響

2切割葉輪不同ns葉輪的車削3輸送不同密度液