离心泵的工作点及管路的特性曲线15

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。

2.2.1 离心泵的工作原理
1．离心泵的构造：
1、叶轮： 2、泵壳： 3、泵轴及轴封装置：
气缚现象：泵壳和吸入管路内没有充满液体， 泵 内有空气，由于空气密度远小于液体的 密度，叶轮旋转对其产生的离心力很小，叶 轮中心处所形成的低压不足以形成吸上液体 所需要的真空度，泵就无法工作。
（3) 导轮
思考4： 为什么导轮的弯曲方向与叶 片弯曲方向相反？
（4). 轴封装置
旋转的泵轴与 固定的泵壳之 间的密封。 作用：防止高 压液体沿轴漏 出或外界空气 漏入。
填料密封 机械密封
离心泵的理论压头和实际压头
压头：单位重量液体所获得的能量称为泵的压头，用 H表示，单位m。 理论压头：理想情况下单位重量液体所获得的能量称 为理论压头，用HT表示。
离心泵：靠高速旋转的叶轮，液体在离心力作用下 获得能量，以提高压强。 往复泵：利用活塞的往复运动，将能量传给液体， 以完成输送任务。 旋转泵：靠泵内一个或一个以上的转子旋转来吸入 和排出液体。 旋涡泵：一种特殊类型的离心泵。
气体输送机械：据出口气体压强可分为通风机， 鼓风机，压缩机，真空泵
压缩比=出口压力/进口压力
1. 理论压头表达式的推导
w2 液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种: 2 2 2 c2 u2
周向运动:
u r
w1 1 1 c1
与叶片的相对运动：
处处与叶片相切
u1
在 1 与 2 之间列机械能衡算方程式，得：
2 2 p 2 p1 c 2 c 1 HT g 2g
(1)
转速
n
流量 qV，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或m3/h。 可测量 压头 He，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，m。 可测量

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。

【问题】离心泵的特性曲线工况点？
【解答】您好：离心泵的工况点是泵特性曲线H(Q)和管路特性曲线HA((Q)的交点。

不同型号泵的特性曲线H (Q)不同，管路特性曲线HA(Q)指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系。

泵特性曲线H(Q)和管路特性曲线HA(Q)中的任何一条发生变化.工况点就会发生位移：泵特性曲线H (Q)改变，管路特性曲线HA(Q)不变：
·在调节离心泵的转速时会出现这种情况.即管道系统特性不变。

请参见图2
相同型号、相同性能的离心泵并联运行。

请参见图3
管路特性曲线HA(Q)改变，泵特性曲线H(Q)不变：
·压头损失增加(例如通过阀门进行
节流调节、管道内结垢)或静扬程的改变(例如水位变化)会导致离心泵运行过程中，管路特性曲线发生变化。

·设计点和所要求的工况点(客户的要求)只在极少情况下与最佳工况点完全一致。

经常会通过节流调节来改变和调节离心泵工作的工况点。

1—流量调节阀；2—管路调节阀；3—注水口阀门；4—放液阀；
5—单向阀：6—离心泵7—转子流量计；8—放气口；9—水槽；
10—真空表P0；11—离心泵出口压力P1；12管路压力P2；
13—漏斗
四. 实验步骤
1. 先熟悉实验设备的操作过程和掌握仪表的使用方法；
2. 关闭离心泵进水口放液阀4，打开注水口阀门3，打开流量调节阀1及管路上阀门2，从漏斗处13向离心泵注水；待注水完毕后，关闭注水口阀门3，同时关闭流量调节阀1；
3. 接通总电源，打开面板上总电源开关；
4. 启动离心泵电源开关；
5. 测量离心泵特性曲线时，先设定变频器频率为某一固定值，启动变频器运转按钮，打开流量调节阀1，注水口阀门3仍关闭，使流量从零至最大或从最大至零变化，测取10组数据，每组数据分别记录流量计读数(在转子流量计上读取)、泵进口真空度P0、泵出口压力P1、功率及两个水温读数（在面板上读取），共读取6个数据，其中在数据处理中物性温度为平均温度；
6. 测量管路特性曲线时，先置流量调节阀1和管路阀门2为某一开度，使系统流量为某一合适值，通过改变变频器设置的频率来改变管路的特性，使频率由低到高或由高到低变化，测取10组数据，每组数据分别记录流量计读数(在转子流量计上读取)、泵进口真空度
2、.试分析实验数据，随着泵出口流量调节阀开度的增加，泵入口真空度读数是增加还是减少，泵出口压强读数是增加还是减少？
3、离心泵的流量，为什么可以通过出口阀来调节？。

4. NPSHr-Q曲线
NPSHr-Q曲线是检查泵工作时是否发生汽蚀的依据，应全面考虑泵的安装高度、
入口阻力损失等，防止泵发生汽蚀现象。
例2-2：用清水测定一台离心泵的主要性能参数。实验中测得流量为10m3/h，泵出口 处压力表的读数为0.17MPa（表压），入口处真空表的读数为-0.021Mpa，轴功率为 1.07KW，电动机的转速为2900r/min，真空表测压点与压力表测压点的垂直距离为 0.2m。试计算此在实验点下的扬程和效率。
见图2-35所示，M、D、C点都是离心泵的工作点。
图2-35 泵的工作点
二、工作点的类型
离心泵的性能曲线有平坦、陡降和驼峰三种，显然， 对于平坦和陡降性质的性能曲线，交点只有一个，该点 称为稳定工作点（M）。
对于驼峰性质的性能曲线，交点有两个（D、C）， 但只有一个是稳定工作点（C），另一个工作点称为不稳 定工作点（D），泵只能在稳定工作点下工作。
图2-38 改变转速的调节
2. 特点
① 用这种方法调节流量，没有附加能量损失，所以是一种最经济的调节方法。
3. 驼峰H-Q曲线
具有这种性能的泵在运行中容易出现不稳定工况， 一般应在下降曲线部分操作。
图2-26 三种形状的H-Q曲线
四、离心泵性能曲线的应用
到目前为止，离心泵的性能曲线，还不能用理论计算方法精确确定，只能通过实验 获得。 离心泵的性能曲线，一般由泵的制造厂家提供，供使用部门选泵和操作时参考。
管路性能曲线
在石油化工生产中，泵和管路一起组成了一个输送系统。 能否保证泵在管路系统装置中处于最高效率点下运转，不仅取决于离心泵的性能特 性曲线，还与离心泵所在的管路特性曲线有关。
一、 管路性能曲线
所谓管路性能曲线是指使一定液体流过管路时，需 要从外界给予单位重量液体的能头HC（m）与管路液体 流量Q（m3/h）之间的关系曲线。

离心泵的工作点与调节(一)管路特性曲线与泵的工作点当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路的特性有关，即在输送液体的过程中，泵和管路是互相制约的。

所以，在讨论泵的工作情况前，应先了解与之相联系的管路状况。

在图2—17所示的输送系统中，若贮槽与受液槽的液面均保持恒定，液体流过管路系统时所需的压头(即要求泵提供的压头)，可由图中所示的截面1—1，与2-2，间列柏努利方程式求得，即H e = (2-28)在特定的管路系统中，于一定的条件下进行操作时，上式的均为定值，即若贮槽与受液槽的截面都很大，该处流速与管路的相比可以忽略不计，则。

式2-28可简化为H e =K+H f (2-29)若输送管路的直径均一，则管路系统的压头损失可表示为(2-30) 式中 Q e —管路系统的输送量，m 3／h ；A —管路截面积，m 2。

对特定的管路，上式等号右边各量中除了和Q e 外均为定值，且也是Q e 的函数，则 可得(2-31)f Hg u g p Z ＋22∆+∆+∆ρg pZ ρ∆∆与K g p Z ＝＋ρ∆∆022≈∆g u =++=∑g u d l l H e c ef 2)2ζζλ＋（g A Q d l l e e c e 2)3600/()2ζζλ＋（++∑λλ)(e f Q f H =将式2-31代人式2-29中可得(2-32)式2-32或式2-29即为管路特性方程。

若流体在该管路中流动已进入阻力平方区，又可视为常量，于是可令则式2-30可简化为H e = B所以，式2-29变换为 H e =K+B (2-33)由式2-33可看出，在特定的管路中输送液体时，管路所需的压头H e 随液体流量Q e 的平方而变。

若将此关系标在相应的坐标图上，即得如图2—18所示的H e —Q e 曲线。

这条曲线称为管路特性曲线，表示在特定管路系统中，于固定操作条件下，流体流经该管路时所需的压头与流量的关系。

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）。

离心泵的特性曲线如下水泵的性能参数之间有一定的关系，例如流量，Q扬程，h轴功率，n速度，n效率。

它们之间的关系由一条曲线表示，该曲线称为泵的性能曲线。

水泵性能参数之间的相互变化关系和相互制约：首先，水泵的最高转速是前提。

泵性能曲线主要有3条曲线：流量扬程曲线，流量功率曲线和流量效率曲线。

这是离心泵的基本性能曲线。

比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特性，称为驼峰性能曲线。

转速在80到150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。

比转速大于150的离心泵具有陡峭的下降性能曲线。

一般来说，当流量较小时，扬程较高，并且随着流量的增加，扬程逐渐减小。

扩展数据工作原则离心泵的工作原理是：由于离心力的作用，离心泵可以将水送出。

在泵工作之前，泵体和进水管必须充满水以形成真空状态。

当叶轮快速旋转时，叶片推动水快速旋转。

旋转的水在离心力的作用下飞离叶轮。

泵中的水排出后，叶轮的中心部分形成真空区域。

在大气压（或水压）的作用下，水源水通过管网被压入进水管。

这样，可以实现连续泵送。

这里值得一提：启动离心泵之前，必须在泵壳内注满水，否则泵体会被加热，振动，出水量减少，泵损坏（简称为“气蚀”）并导致设备事故！离心泵的性能曲线包括流量扬程（Q-H）曲线，流量功率曲线（q-n），流量效率曲线（Q-H）和流量NPSHr（q-npshr）。

以上曲线是在一定速度下通过实验获得的。

可以通过公式转换不同的速度。

在性能曲线上，对于任何流量点，都可以找到一组相应的扬程，功率，效率和NPSH值。

通常，这组相应的参数称为工作条件，或简称为工作条件点。

离心泵的最高效率点的工作状态称为最佳工作状态点。

泵在最高效率点的运行是最理想的。

但是，用户所需的性能差异很大，这不一定与最高效率点下的性能一致。

为了使每个用户所需的泵在泵的最高效率点工作，它需要太多的泵规格。

因此，将范围（通常效率降低5％〜8％）定义为泵的工作范围。

我们可以使用叶轮切割或变频技术来扩大泵的工作范围。

离心泵的工作点与调节(一)管路特性曲线与泵的工作点当离心泵安装在特定的管路系统中工作时，实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路的特性有关，即在输送液体的过程中，泵和管路是互相制约的。

所以，在讨论泵的工作情况前，应先了解与之相联系的管路状况。

在图2—17所示的输送系统中，若贮槽与受液槽的液面均保持恒定，液体流过管路系统时所需的压头(即要求泵提供的压头)，可由图中所示的截面1—1，与2-2，间列柏努利方程式求得，即H e = (2-28)在特定的管路系统中，于一定的条件下进行操作时，上式的均为定值，即若贮槽与受液槽的截面都很大，该处流速与管路的相比可以忽略不计，则。

式2-28可简化为H e =K+H f (2-29)若输送管路的直径均一，则管路系统的压头损失可表示为(2-30)式中 Q e —管路系统的输送量，m 3／h ；A —管路截面积，m 2。

对特定的管路，上式等号右边各量中除了和Q e 外均为定值，且也是Q e 的函数，则 可得(2-31)f Hg u g p Z ＋22∆+∆+∆ρg pZ ρ∆∆与K g p Z ＝＋ρ∆∆022≈∆g u =++=∑g u d l l H e c ef 2)2ζζλ＋（g A Q d l l e e c e 2)3600/()2ζζλ＋（++∑λλ)(e f Q f H =将式2-31代人式2-29中可得(2-32)式2-32或式2-29即为管路特性方程。

若流体在该管路中流动已进入阻力平方区，又可视为常量，于是可令则式2-30可简化为H e = B所以，式2-29变换为 H e =K+B (2-33)由式2-33可看出，在特定的管路中输送液体时，管路所需的压头H e 随液体流量Q e 的平方而变。

若将此关系标在相应的坐标图上，即得如图2—18所示的H e —Q e 曲线。

这条曲线称为管路特性曲线，表示在特定管路系统中，于固定操作条件下，流体流经该管路时所需的压头与流量的关系。

Change life with heart
3
Part 3 影响离心泵性能的因素分析和性能换算
3.1 流体物性的影响
（1）密度：H、η、Q与ρ无关，但N会变，需按下式重新计算：
（2）粘度： 当输送液体的运动粘度大于20cst时，离心泵的性能需按下式进行修正：
3.2 离心泵转速的影响
当液体的粘度不大且泵的效率不变时： 比例定律
离心泵的性能参数与特性曲线介绍
审 批
职位/姓名 日 期 保存年限 作 成 确 认 审 核1 审 核2 批准
Written By： Date:/ /** 2010/5/10
/ /
0, 1, 3, 5, 永久
/ /
/ /
/ / 1,2,3,对外保密
INDEX
Part 1 离心泵的性能参数介绍
Part 2
Part 3 Part 4 Part 5
离心泵的特性曲线介绍
影响离心泵性能的因素分析和性能换算
离心泵的工作点和流量调节
离心泵的并联和串联操作
Change life with heart
Part 1 离心泵的性能参数介绍
1）流量Q： 又称送液能力，指离心泵在单位时间内排送到 管路系统的液体体积。 单位为1/s，m3/s或m3/h。 Q与泵的结构、尺寸、转速等有关。
Change life with heart
6
Part 4 离心泵的工作点和流量调节
2）改变泵的转速——改变泵的特性曲线 当n 时，H~Q曲线上移，工作点由M移至M1，流量和压 头相应增大。
当n 时，H~Q曲线下移，工作点由M移至M2，流量和压 头相应增大。
3）车削叶轮的外径——改变泵的特性曲线 当D 时，H~Q曲线下移，从而使泵的流量变小。

2.554 104 1000 H S 3.0 9.81 104 0.24 0.65m
2 u1 Hg H S H f 01 0.65 1.0 0.35m 2g
讨论：
1）离心泵的允许吸上真空度和允许气蚀余量值是与其流量 有关的，大流量下△h较大而HS较小，因此，必须注意使用
（2）输送65℃水时泵的安装高度 需对其Hs 进行换算，即
pV 1000 Ha 10 H S H S 0.24 3 9.81 10
由附录查得65℃时水的密度ρ＝980.5kg/m3，饱和蒸汽压 pv＝2.554×104Pa，则
内容回顾
1.离心泵的性能参数及特性曲线
1）H～Q曲线：压头随流量的增大而下降。 2）N～Q曲线：轴功率随流量的增加而上升，流量为零时轴功
率最小。
离心泵启动或关闭时，应关闭出口阀，使启动电流最小， 以保护电机。
3） ～Q曲线：离心泵在一定转速下有一最高效率点。此最
高效率点称为离心泵的设计点。设计点对应的流量称为额定流 量。在选用离心泵时，应使离心泵在该点附近工作。

20 Qe1.75 1.75 2697 . 5 Qe 0.25 1.75 0 . 08 0.081000 2 2 9.81 0.08 3 1.3 10 4 0.3164
H f排出 l le d u2 2g
p1 u1 p2 u2 Z1 He Z2 H f 12 g 2 g g 2 g 1
Z2-Z1=12m, p1=0（表）, p2=0（表） u1=0, u2=0
1
He 12 H f 12
H f吸入

若贮槽与受槽的截面都很大，该处 流速与管路相比可忽略不计.
上式可简化为
Ｈ＝Hst＋ ∑Hf
此式中压头损失为
H f
(
l
d
le
)
u2 2g
(
l
d
le
)(
1 2g
)(
Q d
2
)
(
8 2g
)(l
d5
le
)Q2
4
式中Q为管路系统的流量，m3/s
对于特定的管路系统，l、le、d 均为定值，湍流
时摩擦系数的变化也很小，令
(3)冷却 • 对设有填料箱水封管、水冷轴承、水冷 机械轴封或具有平衡管、平衡盘的离心 泵
注意其相应水管路是否畅通
检查冷却水量和水温。
(4)封闭起、停 • 闭排出阀运转时功率最低 • 但泵封闭运转的时间不能过长(液体发热 )
(5)检查转向 • 泵反转时不能建立正常排压 • 故新泵或检修后初次起动时，应判别转 向
(4)联轴节对中不良或管路安装不妥导致泵轴 失中
(5)原动机本身振动，可脱开联轴节进行运转 检查
液体方面：
• (1)汽蚀现象
流量较大时 查看吸人真空度是否过大 用减小流量、降低液温或增大流注吸高等办法消除
(2)喘振现象
• 具有驼峰形Q一H曲线的离心泵在特定的管路条 件下才会发生
• 这种泵向静压头较大且周期性变化的容器供液 时就有可能发生喘振
M1 M
n1 n n2
Q或Qe
3 车削叶轮的外径
车削叶轮的外径是离心泵调节流量的一种独特 方法。在车床上将泵叶轮的外径车小，这时叶轮直 径、流量、压头和功率之间关系，可按式（2-7） 进行计算。
离心泵的检修注意事项

离心泵与管路实验————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ离心泵与管路实验实验报告2013年9月离心泵与管路综合实验一、实验目的1、掌握管路中管件、阀门的种类、规格、连接方法;２、熟悉管路与机泵拆装常用工具的种类及使用方法；3、熟悉管件的种类及在管路中的作用;4、掌握构建功能合理单泵、双泵串联的连接方法；５、掌握离心泵特性曲线测定方法,并以此调试实验装置；6、通过实验了解水在管路中直管和阀门的能量损失。

二、实验原理1、离心泵的特性曲线离心泵是化工生产中应用最广的一种流体输送设备。

它的主要特性参数包括:流量Ｑ,扬程Ｈｅ，功率N,和效率η。

这些特性参数之间是相互联系的,在一定转速下,Ｈe、N、η都随着输液量Q变化而变化;离心泵的压头Ｈｅ、轴功率Ｎ、效率η与流量Q之间的对应关系,若以曲线Ｈ~Q、Ｎ~Q、η～Q表示,则称为离心泵的特性曲线，可由实验测定。

特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用离心泵的重要依据。

离心泵在出厂前均由制造厂提供该泵的特性曲线，供用户选用。

泵的生产部门所提供的离心泵的特性曲线一般都是在一定转速和常压下,以常温的清水为介质测定。

在实际生产中,所输送的液体多种多样,其无论性质(如密度、粘度等）各异，泵的性能亦将发生变化，厂家提供的特性曲线将不再适用,如泵的轴功率随液体密度变化而改变，随粘度变化，泵的压头、效率、轴功率等均发生变化。

此外,若改变泵的转速或叶轮直径，泵的性能也会发生变化。

因此,用户在使用时要根据介质的不同，重新校正其特性曲线后选用。

２、曲线的测定1)流量Ｑ的测定转速一定,用泵出口阀调节流量,管路中流过的液体量通过转子流量计测定流量２)扬程(压头)He的测定根据泵进出口管上安装的真空表和压力表读数可计算出扬程:Ｈe ＝ｈ0 +g P P ρ入出-式中:出P 、入P —分别为泵出口压力表和入口真空表测得的读数Pa;ρ—输送液体密度，kg/3m ； h 0—两测压口间的垂直距离，m 。

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。

·1·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。

实验五 离心泵特性曲线及管路特性曲线测定一、实验目的：1.熟悉离心泵的操作方法。

2.掌握离心泵特性曲线和管路特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。

二、实验内容:1.熟悉离心泵的结构与操作方法。

2.测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。

3.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。

三、实验原理:1.离心泵特性曲线的测定：离心泵是最常见的液体输送设备。

在一定的型号和转速下，离心泵的扬程H 、轴功率N 及效率η均随流量Q 而改变。

通常通过实验测出H —Q 、N —Q 及η—Q 关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。

特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。

泵特性曲线的具体测定方法如下： (1) H 的测定：在泵的吸入口和排出口之间列柏努利方程出入入出出入入入-+++=+++f H g u g P Z H g u g P Z 2222ρρ （7）()出入入出入出入出-+-+-+-=f H gu u g P P Z Z H 222ρ （8）上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努力方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。

于是上式变为：()gu u g P P Z Z H 222入出入出入出-+-+-=ρ （9）将测得的()入出Z Z -和入出P P -值以及计算所得的出入u u ,代入上式，即可求得H 。

(2) N 测定：功率表测得的功率为电动机的输入功率。

由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。

即：泵的轴功率 N=电动机的输出功率，kW ；电动机输出功率=电动机输入功率×电动机效率； 泵的轴功率=功率表读数×电动机效率，kW 。

(3) η 测定 NNe=η （10） )(1021000Kw HQ g HQ Ne ρρ== （11）式中：η—泵的效率； N —泵的轴功率，kW ；Ne-泵的有效功率，kW ； H —泵的扬程，m ； Q —泵的流量，m 3/s ； ρ-水的密度，kg/m 3。