离心泵参数及曲线

离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。

离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。

它们之间的关系常用特性曲线来表示。

特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。

（一）离心泵的性能参数1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。

离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。

2、压头（扬程)离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。

压头的影响因素在前节已作过介绍。

3、效率离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。

反映能量损失大小的参数称为效率。

离心泵的能量损失包括以下三项，即(1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。

闭式叶轮的容积效率值在0.85～0.95。

(2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。

这种损失可用水力效率ηh来反映。

额定流量下，液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致，这时损失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范围。

(3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。

机械损失可用机械效率ηm来反映，其值在0.96～0.99之间。

离心泵的总效率由上述三部分构成，即η=ηvηhηm（2-14）离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。

通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。

4、轴功率N由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。

离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量，则有Ne = HgQρ（2-15）式中Ne------离心泵的有效功率，W；Q--------离心泵的实际流量，m3/s；H--------离心泵的有效压头，m。

离心泵特性曲线实验报告一、目的：掌握离心泵特性曲线（H —Q 曲线，N —Q 曲线，η—Q 曲线）的测定方法。

二、设备简图：三、原理：1．流量测定：流量采用体积法，用电子流量计进行测量。

2．扬程：扬程采用离心泵出口压力表及进口真空表进行测量。

gP g P Z H VM ρρ++∆= 式中：H ——离心泵扬程m ；Z ∆——离心泵出口压力表中心到进口真空表测点之间的高差m ； V M P P +——离心泵出口压力表与真空压力表读值（MPa ）。

3．功率：功率采用马达天平法进行测量。

将电机转子固定于轴承上，使电机定子可自由转动，当定子线圈通入电流时，定子与转子之间便产生一个感应力矩M ，该力矩使定子和转子按不同方向各自旋转。

若在定子上安装一套测力矩装置，使之对定子作用一反向力矩M ，当定子不动时，二力矩相等。

因此，只要测读测力表读数及力臂的长度，便可求出感应力矩M ，该力矩与转子旋转角度的乘积即为电机的输出功率。

转子旋转的角速度ω可通过测速表测量求得。

ωM N = FL M = 602nπω= 式中： N ——电机的输出功率w ；M ——电机与转子之间的感应力矩Nm ； ω——转子的旋转角速度l/S ； F ——力传感器读数； L ——力臂的长度m ； n ——电机的转速。

4．效率：效率等于离心泵的有效功率与电机的输出功率或轴功率之比，即： %100⨯=NgQHρη式中： η——离心泵的效率； ρ——水的密度 1000kg/m 3。

四、实验步骤及注意事项：1、实验前检查试验台的准备状况，确保水泵及电机连接螺栓紧固。

用手转动水泵联轴器，确认转动正常。

2、关闭水泵压水管阀门，打开入水管阀门及计量水箱的放水阀门。

3、启动水泵，将压水管阀门开到最大，为便于测量扬程，调节吸水管阀门至真空表读值为0.03MPa ，在以后的实验过程中，吸水管阀门开度固定不动。

4、逐次关小阀门，同时实测P M 、P V 、Q 、F 、n 各值并记录。

离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。

离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。

它们之间的关系常用特性曲线来表示。

特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。

（一）离心泵的性能参数1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。

离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。

2、压头（扬程)离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。

压头的影响因素在前节已作过介绍。

3、效率离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。

反映能量损失大小的参数称为效率。

离心泵的能量损失包括以下三项，即(1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。

闭式叶轮的容积效率值在0.85～0.95。

(2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。

这种损失可用水力效率ηh来反映。

额定流量下，液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致，这时损失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范围。

(3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。

机械损失可用机械效率ηm来反映，其值在0.96～0.99之间。

离心泵的总效率由上述三部分构成，即η=ηvηhηm（2-14）离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。

通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。

4、轴功率N由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。

离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量，则有Ne = HgQρ（2-15）式中Ne------离心泵的有效功率，W；Q--------离心泵的实际流量，m3/s；H--------离心泵的有效压头，m。

离心泵的曲线
离心泵的曲线是用来描述离心泵性能的一种图形表示。

它展示了离心泵在不同工况下的流量、扬程和效率之间的关系。

通常，离心泵的曲线包括以下几个主要参数：
1. 流量-Q：表示单位时间内通过泵的液体体积。

通常以立方米每小时（m³/h）或升每秒（L/s）来表示。

2. 扬程-H：表示泵能够提供的压力。

通常以米（m）为单位。

3. 效率-η：表示泵转化输入功率为输出功率的能力。

通常以百分比形式表示。

离心泵的曲线通常由以下几条线组成：
1. H-Q曲线（等速曲线）：在恒定转速下，流量与扬程之间的关系曲线。

当流量增大时，扬程会逐渐降低。

2. η-Q曲线（效率曲线）：在恒定转速下，效率与流量之间的关系曲线。

通常在设计流量附近效率较高，而在低流量和高流量处效率较低。

3. NPSHr曲线（净正吸入头曲线）：表示给定流量下泵要求的最低净正吸入头。

当净正吸入头低于该值时，泵可能会产生气穴或性能下降。

4. NPSHa曲线（净正吸入头可利用余量曲线）：表示给定流量下实际系统提供的净正吸入头与NPSHr之间的差值。

当可利用余量大于零时，系统运行正常。

不同型号和尺寸的离心泵有不同的曲线特征，根据具体工程要求选择合适的泵型和工作点是非常重要的。

离心泵及管路特性曲线测定
离心泵是一种常用的流体机械，用于输送液体和气体。

离心泵的特性曲线测定是为了了解泵的性能和工作条件，以便在实际应用中选择和调整泵的工作状态。

离心泵的特性曲线主要包括流量-扬程特性曲线和效率-流量特
性曲线。

流量-扬程特性曲线测定：测定离心泵在不同转速下的流量和
扬程之间的关系。

实验中，通过改变泵的转速和出口阀门的开度，测量不同工况下的流量和扬程。

根据实验数据，可以绘制出泵的流量-扬程特性曲线，描述泵在不同工况下的工作状态。

效率-流量特性曲线测定：测定离心泵在不同流量下的效率。

实验中，通过改变泵的转速和出口阀门的开度，测量不同工况下的效率。

根据实验数据，可以绘制出泵的效率-流量特性曲线，描述泵在不同流量下的能量转换效率。

离心泵和管路特性曲线测定还可以包括压力-流量特性曲线和
功率-流量特性曲线的测定。

这些特性曲线给出了泵和管路在
不同工况下的工作状态和性能指标，可以作为选择和调整泵的参考依据。

关于离心水泵性能曲线与参数！一、关于离心水泵参数之间必须遵从的关系：1、能量关系：机械能守恒原理：功率N ∝扬程H ³流量Q2、流体动力学原理：A、阻力矩M正比流速v的平方：M ∝ v^2B、速度头与水头的转换关系（流速v的平方与扬程H的转换关系）：v^2 /2∝gHC、流量与管网阻力R的关系：H ∝流量Q^23、运动学关系：线速度与角速度成正比 v ∝ω4、功能关系：A、功率N = 转矩M³角速度ωB、功率N ∝角速度ω的立方：N ∝ω^3二、各种曲线：1、流量-扬程曲线（Q-H）2、流量-功率曲线（Q-N）3、流量-效率曲线（Q-η）4、流量-气蚀余量曲线（Q-（NPSH）r）5、意义：A、性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程、功率、效率和气蚀余量值；B、这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点；C、离心泵取高效率点工况称为最佳工况点；D、最佳工况点一般为设计工况点；E、一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近；F、在实践中选高效率区间运行、即节能、又能保证泵正常工作，因此了解泵的性能参数相当重要。

要分清几个过程的前提条件：1、管网曲线一定时：1）系统压力增大，流量增大，压力与流量的平方成正比，即H ∝流量Q^22）是一个系统功率增大的过程，或者说泵机转速提高的过程，变频频率升高的过程； 3）管网曲线是一个二次曲线；4）就相当于电路电阻R一定，电压变化、电流变化、功率变化的情况；2、改变管网曲线，增大流量：1）相关物理过程例如打开出水龙头时；2）改变管网曲线减小管网阻力R，系统流量增大，压力减小很少认为恒定，3）压力恒定，系统流量与功率成正比，流量增大，功率增大，电机转子转速在稳定区速度梢微降低，负荷增大；4）这就是泵的实际运行状态，流量大，功率大，流量小功率小，例如风门关小时、回流阀开大时，系统流量减小，功率减小，用电量也小；5）风门关小时、回流阀开大时，系统流量减小，功率减小，用电量也小，此时转子转速在稳定区速度梢微升高，负荷减轻；6）如果这时改变出水管径，就等于改变流量，改变电机运行功率，这就是改变出水管径改变流量的原理；7）相当于电路的电压不变，电阻R变化时，电流、功率变化的情况；3、泵机功率不变：1）相关物理过程如灭火水枪；2）用减小出水管截面，增大管网阻力R，减小流量、增大压力，泵机功率不变；3）目的在于增大压力，增大出口水流速度等；4）也是管网改造，减小流量、增大扬程、不增大系统功率的方法的原理；5）这个过程H-Q曲线，是上翘的双曲线形，流量与压力反比降低，或压力与流量反比升高的曲线；6）这个过程相当于恒流源电路中，外电路变阻器的电阻增大时，电流减小、电压升高、功率不变的情形；1、管网曲线一定时：这种运行情况适宜封闭式流体循环系统；２、改变管网曲线，调节流量：1）这是大部分风机、供水泵的正常工作状态；2）在这种状态下运行时，忽略压力的变化既恒压；3）在这种状态下运行时，流量与电机输出功率成正比，既风门大功率大、风门小功率小，所以用风门调节风量大小并不浪费电。

图文解析离心泵的特性曲线一、离心泵的特性曲线定义当转速n为常量时，列出扬程（H）、轴功率（N）、效率（η）以及允许吸上真空高度（Hs）等随流量（Q）变化的函数关系，即：H = f（Q）；N = F（Q）；Hs = Ψ（Q）；η= φ（Q），我们把这些方程关系用曲线来表示，就称这些曲线为离心泵的特性曲线。

离心泵的特性曲线是液体在泵内运动规律的外在表现形式，这三条曲线需要根据试验的方法（采用离心泵特性曲线的测定装置，逐渐开启水泵出口阀门改变其流量，测得一系列的流量及相应的扬程和轴功率，然后将H一Q、N —Q、η一Q曲线绘制在同一张坐标纸上，即为一定型式离心泵在一定转速下的特性曲线），不同的水泵特性曲线不同，水泵的特性曲线由设备生产厂家提供。

严格意义上讲，每一台水泵都有特定的特性曲线。

在水泵特性曲线上，对应任意流量点都可以找到一组与其相对应的扬程、轴功率和效率值，通常把这一组相对应的参数称为工况，其对应最高效率点的一组工况称为最佳工况。

在生产实践中，水泵的运行工况点是通过管路的特性曲线与水泵的特性曲线确定的（M工况点，见下图）。

在选择和使用泵时，使水泵在高效区运行，以保证运转的经济和安全。

二、影响离心泵特性曲线的因素离心泵的特性曲线与很多因素有关，如液体的粘度与密度、叶轮出口宽度、叶片的出口安放角与叶片数及离心泵的压出室形状等均会对离心泵的特性曲线产生影响。

1、叶轮出口直径对性能曲线的影响在叶轮其它几何形状相同的情况下，如果改变叶轮的出口直径，则离心泵的特性曲线平行移动，见下图。

根据这一特性，水泵制造厂和使用单位可以采用车削离心泵叶轮外径的方法改变一台泵的性能范围，以使泵的性能更适合实际运行需要。

例如，某厂的一台离心式循环泵，其运行压力偏高，为降低压力，将叶轮外径由270mm车削到250mm后，在流量相同的情况下，压力下降，给水泵的电机电流减小，满足了运行的要求。

2、转速与性能曲线的关系同一台离心泵输送同一种液体，泵的各项性能参数与转速之间的关系式为：Q1/Q2 = n1/n2H1/H2 = (n1/n2)2Nl/N2 = (n1/n2)2三、理论特性曲线的定性分析1、理论扬程特性曲线的定性分析由HT =中，将C2u = u2 - C2rctgβ2 代入，可得：HT =（u2 - C2rctgβ2）叶轮中通过的水量可用此式表示：QT = F2C2r，也即：C2r =式中QT：泵理论流量（m3/s）；F2：叶轮的出口面积（m2）；C2r：叶轮出口处水流绝对速度的径向（m/s）。

离心泵知识、性能参数与特征曲线要正确地选择和使用离心泵，就必要认识泵的性能和它们之间的互相关系。

离心泵的主要性能参数有流量、压头、轴功率、效率等。

离心泵性能间的关系通常用特征曲线来表示。

一、离心泵的概念?：水泵是把 ?动机的机械能变换成抽送液体能量的机器。

来增添液体的位能、压能、动能。

动机经过泵轴带动叶轮旋转，对液体作功，使其能量增添，进而使需要数目的液体，由吸进口经水泵的过流零件输送到要求的高处或要求压力的地方。

二、离心泵的?本结构离心泵的本结构是由六部分构成的，分别是：叶轮，吸液室，泵壳，转轴，托架，轴承及轴承箱，密封置，础等?。

1、叶轮是离心泵的中心部分，它转速高输卖力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在配前要经过静均衡实验。

叶轮上的的表?要求圆滑，以减少水流的摩擦损失。

2、泵壳，它是水泵的主体。

起到支撑固定作用，并与安轴承的托架相连结。

3、转轴的作用 ?是借联轴器和电动机相连结，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传达机械能的主要零件。

4、轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有转动轴承和滑动轴承两种。

轴承的托?为轴承箱。

转动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适合一般为 2/3 ～3/4 的体积太多会发热，太少又有响声并发热！滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的, 加油到油位线。

太多油要沿泵轴溢出，利热 ?；太少轴承又要过热烧坏造成事故！在水泵运行过程中轴承的温度最高在 85 度一般运行在 0 度左右，假如高了就要查找因（能否有杂质，油质能否发黑，能否进水）并实时办理！5、密封置。

叶轮进口与泵壳间的间隙过大会造成泵高压区的水经此空隙流向低压区，影响泵的出水量，效率降低！空隙过小会造成叶轮与泵壳摩擦产生磨损。

为了增添回流阻力减少漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳缘和叶轮援联合处有密封置，密封的空隙保持在～之间为宜。

三、泵的分类泵的种类很多，可按其各样特色加以分类，见表 1-1 。

四、离心泵的主要性能参数1、流量：离心泵的流量 Q--- 离心泵在单位时间排送到管路系统的液体3体积，常用单位为 L/s 或 m/h 。

第一节 离心泵2-1-1 离心泵的工作原理离心泵的种类很多，但工作原理相同，构造大同小异。

其主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳（图2-1）。

叶轮是离心泵直接对液体做功的部件，其上有若干后弯叶片，一般为4~8片。

离心泵工作时，叶轮由电机驱动作高速旋转运动（1000~3000r/min ），迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。

同时因离心力的作用，使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。

液体在流经叶轮的运动过程获得能量，并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。

在蜗壳内，由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转化为静压能，达到较高的压强，最后沿切向流入压出管道。

在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时，在叶轮中心处形成真空。

泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通，另一端则浸没在输送的液体内，在液面压力（常为大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体经吸入管路进入泵内，只要叶轮的转动不停，离心泵便不断地吸入和排出液体。

由此可见离心泵主要是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来输送液体，故名离心泵。

离心泵若在启动前未充满液体，则泵内存在空气，由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。

吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵，但不能输送液体，此现象称为“气缚”。

所以离心泵启动前必须向壳体内灌满液体，在吸入管底部安装带滤网的底阀。

底阀为止逆阀，防止启动前灌入的液体从泵内漏失。

滤网防止固体物质进入泵内。

靠近泵出口处的压出管道上装有调节阀，供调节流量时使用。

2-1-2 离心泵的理论压头一、离心泵的理论压头从离心泵工作原理知液体从离心泵叶轮获得能量而提高了压强。

单位质量液体从旋转的叶轮获得多少能量以及影响获得能量的因素，可以从理论上来分析。

由于液体在叶轮内的运动比较复杂，故作如下假设：（1）叶轮内叶片的数目无限多，叶片的厚度为无限薄，液体完全沿着叶片的弯曲表面而流动。

无任何倒流现象；（2）液体为粘度等于零的理想液体，没有流动阻力。

液体从叶轮中央入口沿叶片流到叶轮外缘的流动情况如图2-2所示。

离心泵的特性曲线
离心泵是用于液体输送的工程设备，其具有流量、扬程、能量损耗等特性曲线。

离心泵的特性曲线，也叫性能曲线，是表示离心泵在不同工作条件下所取得的性能测试结果，其中包括流量曲线、扬程曲线、能量损失曲线等，可以根据这些曲线考查离心泵的性能情况。

1、流量曲线
流量曲线是离心泵性能曲线中最重要的一个曲线，它用抽水机的转速和流量的实验曲线做出来的，它表示离心泵在不同转速下输出的流量值。

流量曲线一般分为正端曲线和反比曲线。

正端曲线的表示，用抽水机的转速从低到高度和流量交点所构成的曲线，也说明着当抽水机转速提高1倍时，流量提高2倍。

反比曲线表示，流量与转速反比，当转速提高1倍时，流量减少1/2倍。

2、扬程曲线
扬程曲线表示离心泵在不同转速下所取得的扬程大小，即在1个固定的转速前提下，流量的增长会导致扬程的减小以及提高转速会带来扬程的增加。

从实际上来说，扬程曲线用于分析泵在不同转速下发出的压力，以及在设计离心泵的参数时的参照依据。

3、轴功率曲线
轴功率曲线是表示离心泵在不同情况下，轴承受的力和其产生的功率的相对大小的曲线，它可以用来检验泵的叶轮设计是否合理，以及它的效率，也可以用来加以改善泵的效率和能耗等。

4、能量损失曲线
能量损失曲线是表示泵在不同转速和扬程的情况下，其产生的能量损失的曲线。

能量损失曲线越平滑，表明扬程和流量在不同工况时的能量损失变化越不大，也就是泵的效率更高。

能量损失曲线可以用来预测离心泵的能耗情况，从而提高泵的性能。

离心泵特性曲线压头、流量、功率和效率是离心泵的主要性能参数。

这些参数之间的关系，可通过实验测定。

离心泵生产部门将其产品的基本性能参数用曲线表示出来，这些曲线称为离心泵的特性曲线（characteristic curves）。

以供使用部门选泵和操作时参考。

特性曲线是在固定的转速下测出的，只适用于该转速，故特性曲线图上都注明转速n的数值，图2-6为国产 4B20型离心泵在n=2900r/min 时特性曲线。

图上绘有三种曲线，即１．Ｈ－Q曲线Ｈ－Q曲线表示泵的流量Q和压头Ｈ的关系。

离心泵的压头在较大流量范围内是随流量增大而减小的。

不同型号的离心泵，Ｈ－Q曲线的形状有所不同。

如有的曲线较平坦，适用于压头变化不大而流量变化较大的场合；有的曲线比较陡峭，适用于压头变化范围大而不允许流量变化太大的场合。

２．Ｎ－Q曲线Ｎ－Q曲线表示泵的流量Q和轴功率Ｎ的关系，Ｎ随Q的增大而增大。

显然，当Q=0时，泵轴消耗的功率最小。

因此，启动离心泵时，为了减小启动功率，应将出口阀关闭。

３．η－Q曲线η－Q曲线表示泵的流量Q和效率η的关系。

开始η随Q的增大而增大，达到最大值后，又随Q的增大而下降。

该曲线最大值相当于效率最高点。

泵在该点所对应的压头和流量下操作，其效率最高。

所以该点为离心泵的设计点。

选泵时，总是希望泵在最高效率工作，因为在此条件下操作最为经济合理。

但实际上泵往往不可能正好在该条件下运转，因此，一般只能规定一个工作范围，称为泵的高效率区，如图2-6波折线所示。

高效率区的效率应不低于最高效率的92%左右。

泵在铭牌上所标明的都是最高效率下的流量，压头和功率。

离心泵产品目录和说明书上还常常注明最高效率区的流量、压头和功率的范围等。