礦大北京化工原理02

三、離心泵的性能參數與特性曲線(一)離心泵的性能參數⒈流量Q泵在單位時間內能排送到管路系統(tǒng)中的液體體積，l/s，m3/s或m3/h。

Q與泵的結構、尺寸及轉速等有關?！弑冒惭b在某一特定的管路上，∴管路的特性必然要影響流量的大小。1⒉壓頭(揚程)H指泵對單位重量(1N)液體提供的有效能量，m。⒊效率反映泵對液體提供的有效能量與原動機提供給泵的能量(軸功率N)之比。H與葉片的彎曲情況2、D2、n及Q有關。2離心泵能量損失包括：⑴容積損失v各種泄漏、回流，使泵對這部分液體作了無用功，減少了泵的實際輸送流量。v與泵結構、泵進出口壓強差有關。⑵機械損失m各聯(lián)接部件間的機械摩擦消耗的能量，其值一般為0.96~0.99。⑶水力損失h液體經泵體流道時產生的各種流動阻力之和。與泵的結構、流量及液體的性質等有關。與Q無關(2-11)3粘阻形阻hfQ額定流量，此時h=0.8~0.9形阻最小時流量，液體流向與葉片入口角一致.由水力損失圖示，可知：額定流量Qs下hf，min最高。小型泵約50~70%；大型泵可達90%。QsQ水力損失圖4泵軸所需功率。若電機與泵軸間無傳動損失，電機的輸出功率亦為泵的軸功率N。⒌氣蝕余量后面討論。⒋軸功率N(2-14)5(二)離心泵的特性曲線特性曲線指H~Q、N~Q及~Q(也有含h~Q或Hs~Q的)等的關系曲線。N~Q~QH~QQ由泵的制造廠家提供，附于樣本或說明書中。圖示為某一轉速n下，典型的B型(單級單吸懸臂式)泵的特性曲線。6特性曲線的特點：⑴H~Q：QH；⑵N~Q：QN，Q=0，Nmin；開泵前關閉出口閥,電流小。⑶~Q：先Q，達

max后Q，max點——設計點，其下的H、Q(即Qs)、N是最佳工況參數——標于銘牌上。選擇泵時至少應使其在≥92%max下工作。N~Q~QH~QQ7p93例2-20.5m80mm100mm20℃清水n=2900rpm測得：Q=15l/s，泵出口p2=2.55105Pa(表)，入口p1=2.67104Pa(真空度)，電動機消耗功率6.2kw,電機效率93%，電機直接帶動泵。求：該情況下泵的壓頭、軸功率和效率。8解：⑴求泵的壓頭真空表為1-1’，壓力表為2-2’Z1=0,Hf,1-2=09∵電機直接帶動泵，∴泵的軸功率N=5.77kw。⑶效率

已知電動機的輸入功率為6.2kw,電機效率93%。則電動機輸出功率：⑵軸功率N10在若干流量下，取得各流量對應的真空表、壓力表、功率表(測功器)的數據，按例題的方法處理，最后在坐標紙上繪出特性曲線。離心泵的特性曲線測定：11四、離心泵性能的改變和換算當泵輸送的物料不是“常溫、常壓下的清水(標定特性曲線時采用的工質)”或葉輪直徑被切割或轉速改變時，泵性能都會發(fā)生變化，應對泵的特性參數重新?lián)Q算。12(一)輸送液體物性的影響及換算⒈密度只有受其影響，當液體的運動粘度(=/

)>2010-6m2/s

時，各參數按下列公式換算：其余不變。⒉粘度

HfH

QN各換算系數見p95f.2-14。(2-15)13(二)轉速的影響及換算當轉速改變時，速度三角形隨之變化，H、Q、、N都變。在不大；設不變(n<20%)時，有近似關系：(2-16)14(三)葉輪直徑D2的影響及換算⒈同型號泵換上直徑小些的葉輪，只b2稍有變化，猶如對原葉輪“切割”了一刀(切割量<5%D2)。n不變時，有近似關系：切割定律(2-17)15⒉當葉輪的直徑和其它尺寸都變化(比例固定)時，相似工況下有:(2-18)16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。五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度(一)離心泵的氣蝕現(xiàn)象當入口壓強p1<

輸送液體溫度下的飽和蒸氣壓ps時，液體會氣化。氣化量與成正比。產生的氣泡與葉片間的液體一同拋向葉輪外緣,過程中氣泡受到壓力的作用迅速地凝結或破裂，氣泡的？

p33520C時焓I=83.9kJ/kg，30C時焓I=125.69kJ/kg；20C時氣化熱=2446.3kJ/kg，氣化水蒸氣量=0.017kg；n=0.017/18=9.4910-4kmol，=0.02289m317消失產生局部的真空，其周圍的液體以極其高速涌向該空間造成達幾萬kPa的極大沖擊壓力，沖擊頻氣泡多發(fā)生在葉輪入口附近，氣泡凝結破裂時，液體象許多細小的高頻“水錘”(600~25000Hz)擊打著葉輪和殼體的表面，使材料表面出現(xiàn)麻點以致穿孔，嚴重時金屬晶粒松動、剝落被沖蝕成蜂窩狀，甚至斷裂，葉輪或泵殼不能使用。這種現(xiàn)象——氣蝕。率高達每秒幾萬次，沖擊使泵體震動并產生噪音。18

有效方法：按泵的“允許吸上高度”(或“氣蝕余量”)結合所輸送液體的性質確定泵的安裝高度。泵在氣蝕條件下運行，泵體震動發(fā)出噪音，流量明顯下降，壓頭、效率大幅度降低，嚴重時不能吸上液體。為避免氣蝕現(xiàn)象，必須保證(后用pv)。除機械破壞外還伴有電解、化學腐蝕等多種復雜的作用。19(二)離心泵的允許吸上高度(允許安裝高度，極限)指泵的吸入口與吸口側儲槽液面間允許達到的最大垂直距離Hg，m。設泵在允許的安裝高度操作，在0-1間列柏式：(2-19)Hgpa00’11’pa20其中包括：安裝真空表處

表示泵吸上能力的指標：⒈允許吸上真空度Hs與壓強最小處之間的壓強差和流動損失等。(2-21)pa-p1—液面到泵入口間的真空度pa

>p1>p1,minHs’—用輸送液體柱高度表示的真空度，[m液柱]。泵出口泵入口葉輪入口葉輪出口P1,min飽和蒸氣壓絕對0壓H21(2-21)代入(2-19)：Hs’與泵的結構、輸送液體的流量、物性及當地大氣壓強有關。廠家給的Hs’以1at，20℃清水為介質標定的?！逹

Hs’，而Hs’

Hg∴計算時用最大流量下的Hs’。有建議Hg再減去0.5~1m的高度。按標定條件，把改寫為：(2-22)222.氣蝕余量h

(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靜壓頭與動壓頭之和必須大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭的一個最小值。(2-24)當輸送的工質與測定條件不符時，修正：23發(fā)生氣蝕的臨界條件設p1,min處為k-k’截面，p1,min等于pv，此時對應的p1也達其最小值，安裝真空表處1~k：∵∴則：(2-27)又∵Qh，∴應取Qmax下的h值。24p102例2-6用3B33型泵從一敞口槽中將水送至它處。槽內液面恒定，Q=45~55m3/h，Qmax下吸入管壓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℃水時的Hg=0=1mQmax下，=3m=3-1=2m頭損失Hf,0-1=1m，吸入管中動壓頭0。試計算：⑴送20℃水時的Hg，⑵送65℃水時的Hg,pa=1at=10mH2O25⑵