水泵的性能曲线图分析

创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创作者：凤呜大王*２－４离心泵的特性曲线一、离心泵的特性曲线压头、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。

二．离心泵的转数对特性曲线的影响离心泵的特性曲线是在一定转速下测定的。

当转速由n1改变为n2时，其流量、压头及功率的近似关系为, ,(2-6)式（2-6）称为比例定律，当转速变化小于20%时，可认为效率不变，用上式进行计算误差不大。

水泵转速流量曲线水泵是一种常见的工程设备，用于将液体从低压区域通过机械工作转变为高压区域。

在工程实践中，了解水泵的性能特征对于选择合适的水泵和优化系统运行至关重要。

其中，水泵的转速流量曲线是评估水泵性能的重要指标之一。

本文将介绍水泵转速流量曲线的概念、特点及其在工程实践中的应用。

一、水泵转速流量曲线的概念水泵转速流量曲线是描述水泵流量与转速之间关系的曲线图。

水泵的流量是指单位时间内通过水泵的液体体积，一般以立方米每小时（m³/h）或升每秒（L/s）来表示。

水泵的转速是指水泵转子每分钟旋转的圈数，通常以转每分钟（rpm）来表示。

水泵的转速和流量之间存在着一定的关系，水泵转速流量曲线就是通过实验或理论计算得到的这种关系的图形化表示。

二、水泵转速流量曲线的特点1. 曲线呈正向倾斜趋势：一般情况下，水泵转速越高，流量越大。

这是由于水泵叶轮的旋转速度增加，液体在叶轮中的离心力也增加，从而提高了流量。

因此，水泵转速流量曲线通常呈现出从左下到右上的正向倾斜趋势。

2. 转速流量曲线的区域划分：水泵转速流量曲线一般可以分为三个区域，即正常工作区、溢流区和死区。

正常工作区是指水泵能够按照设计要求正常工作的流量范围；溢流区是指水泵超出正常工作范围后产生的流量；死区是指水泵在较低转速下产生的流量，此时水泵无法提供所需流量。

3. 最大效率点：水泵转速流量曲线上存在一个最大效率点，也称为最佳工作点。

在这个点上，水泵可以提供最大的流量和效率。

在实际应用中，选择最佳工作点可以使水泵的运行更加经济高效。

三、水泵转速流量曲线的应用1. 水泵选择和配置：水泵转速流量曲线可以用来评估不同类型水泵的性能，并在工程选型中进行比较和选择。

根据流量需求和系统压力要求，结合水泵转速流量曲线，可以选择合适的水泵类型和参数。

2. 系统优化与调整：水泵转速流量曲线可以在系统运行过程中进行调整和优化。

通过调整水泵的转速和流量，可以实现更高的系统效率和能源利用率。

a 性能曲线的形成b 性能曲线的测试实际上，由于流动损失数据不足，故离心压缩机的性能曲线基本还是依靠机器实测而得（有的用相似换算得到）。

测试装置如图所示，该装置所示调节阀和流量计均安在排气管路上，同样也可以安在进气管路上。

试验时，先稳定在某一转速下运行，用调节阀调节流量。

开始时阀门全开，这时的流量即为压缩机的最大流量，记下各测点的数据，然后把阀门稍微关小，再记各数据。

依次减小流量，直到压缩机出现不正常工作情况，即所谓的喘振工况时试验到此停止，此时的流量即为压缩机的最小流量。

c 性能曲线的特点随着流量的减小，压缩机能提供的压力比将增大。

在最小流量时，压力比达到最大。

离心压缩机有最大流量和最小流量两种极限流量；排除压力也有最大值和最小值。

效率曲线有最高效率点，离开该点的工况效率下降的较快。

功率N与Gh th大致成正比，所以功率曲线一般随Q j增加而向上倾斜，但当ε-Q j曲线向下倾斜很快时，功率曲线也可能先向上倾斜而后逐渐向下倾斜。

d 最佳工况点工况的定义：性能曲线上的某一点即为压缩机的某一运行工作状态(简称工况)。

最佳工况点：通常将曲线上效率最高点称为最佳工况点，一般应是该机器设计计算的工况点。

如图所示，在最佳工况点左右两边的各工况点，其效率均有所降低。

e 稳定工作范围压缩机性能曲线的左边受到喘振工况的限制，右边受到堵塞工况限制，在这两个工况之间的区域称为压缩机的稳定工作范围。

压缩机变工况的稳定工作范围越宽越好。

改变泵性能曲线的方法有哪几种？如何改变？改变泵性能曲线的方法有变速调节、切割叶轮外圆等。

1、变速调节：是在管路特性曲线不变时，用变转速来改变泵的性能曲线，从而改变它们的工作点。

当转速改变后，扬程和流量都会改变，而且随着转速的提高，qv与H都将增大，，用此法来调节流量和扬程，不会产生附加的能量损失，所以这种方法是最经济的。

但对原动机提出了新的要求，即原动机应是可调转速的，如蒸汽机、内燃机等，或增设变速装置，因变速装置投资较大，一般中小型泵很少采用。

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）。