离心泵的性能参数与特性曲线(精)

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。

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。

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 。

离心泵特性曲线
离心泵特性曲线（Centrifugal pump performance curve）是描述离心泵在不同工作条件下流量、扬程、效率和功率
等性能参数的变化关系的曲线。

离心泵特性曲线通常由以下几个要素构成：
1. 流量（Flow）：流经离心泵的液体体积或质量的量度，
通常以升/秒或立方米/小时表示。

2. 扬程（Head）：液体在离心泵内获得的压力能量，通常以米或千帕表示。

3. 效率（Efficiency）：离心泵将输入的功率转化为输出的液体动能的比例。

效率通常以百分比表示。

4. 功率（Power）：离心泵所需的电功率或机械功率，通常以千瓦或马力表示。

离心泵特性曲线一般由实验测量得到，根据不同工作条件下的流量、扬程和功率等数据绘制而成。

典型的离心泵特性曲线通常呈现出以下特点：
1. 最大扬程点（Maximum Head Point）：离心泵在某一流量下能够提供的最大扬程。

该点通常是离心泵特性曲线上的最高点，也是离心泵的额定扬程。

2. 最大效率点（Maximum Efficiency Point）：离心泵在某一流量下能够达到的最高效率。

该点通常是离心泵特性曲线上的效率最大值点。

3. 关闭阻塞点（Shut-off Head Point）：离心泵在流量为零时的扬程。

该点通常是离心泵特性曲线上的最低点。

离心泵特性曲线的形状和特点对于选型和运行离心泵都具有重要的参考价值，可以帮助用户了解离心泵在不同工况下的性能和适用范围，并进行合理的运行和维护。

二、离心泵的性能参数与特性曲线1．离心泵的主要性能参数（1）离心泵的流量（送液能力）——单位时间内泵排到管路系统中的液体体积。

符号：v q ，单位：m ³/h 或m ³/s 。

其大小主要取决于泵的结构、尺寸和转速等。

（2）离心泵的扬程（泵的压头） ——泵对单位重量（1N ）的液体所提供的有效能量。

符号：H ，单位：m 液柱。

扬程的确定： 实验测定：如图所示泵出、入口截面间垂直距离为0h 泵吸入口处真空表的读数真p 泵出口处压力表的读数表P在此两截面1与2间列柏努利方程得损H gp g u Z H g p g u Z +++=+++ρρ2222121122式中损H 为两截面间管路中的压头损失，由于两表所在截面间的管路很短，因而损H 值很小，可忽略不计。

故上式可简化为guu gp p h H gu u g p p p p h H 222122021220-+++=-+--++=ρρ真表真大大表）（）（讨论：①泵的扬程等于泵出口的总压头减去泵入口的总压头；② d 1↓, u 1↑,H 功↓，一般d 1> d 2 ; ③当d 1 = d 2 时， gp p h H ρ真表++=0例：用清水测定某离心泵的主要特性。

实验装置如附图所示。

当调节出口阀使管路流量为25m 3/h 时，泵出口处压力表读数为0.28MPa （表压），泵入口处真空表读数为0.025MPa ，测得泵的轴功率为3.35kW ，电机转速为2900转/分，真空表与压力表测压截面的垂直距离为0.5m 。

试求该泵在此流量下泵的压头H 、有效功率有p 和总效率η。

（3量。

符号：有p ，单位：W 或kW 。

有效功率为： Hg q p v ρ=有泵的轴功率——指泵轴所需的功率即电动机传给泵轴的功率。

符号：轴p ，单位：W 或kW ， 则轴p 为： ηρgH q p v 功轴=(4)离心泵的效率 ——有效功率和泵的轴功率之比。

离心泵性能特性曲线一、原始数据记录：表一数据记录表二、数据计算表：计算示例： （1）1212122Z Z gu u g p p H -+-+-=ρ （2）s V /m 00362.03=时 （3）s S V u /m 50.42032.014.300362.0222=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==（4）s S V u /m 88.22040.014.300362.0211=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==()847.111028822.25034.4101000100000008.0032.0222121212=⨯-+⨯⨯+=-+-+-=Z Z g u u g p p H ρ（5）3187.01340/107.99500362.065.11/=⨯⨯⨯==N g HV ρη三、数据分析与绘图1 绘制H-V, η-V,N-V 图像于下图：图一 离心泵性能曲线图图表分析：由图可看出，轴功率随流量增大而增大，扬程随流量增大而减小，效率随流量增大呈现抛物线趋势。

2 实验结论由图得到，转速一定时，离心泵的较为适宜的工作范围是 2.16×10-3m3/s—2.64×10-3m3/s.四、讨论：1.在启动泵前，一定要关闭出口阀，以使泵再低负荷下启动，避免启动电流过大损坏电机，同时关闭泵的时候也要先关闭出口阀，防止发生倒灌现象。

2.无法测电机的转速，泵的特性曲线是在指定的转速下的数据，特性曲线上的实验点其转速都是相同的。

但是实际上感应电动机再转矩改变时，其转速会有变化，随着流量的变化，多个实验点的转速将有所差异，如果不测转速会产生很大的误差。

3为了得到离心泵最佳工作范围，应该在其效率最高点附近多测几组数据，使图像更加清楚明显。

4 由于仪控表读数不稳定，因此应该等其稳定再读数，否则容易造成人为误差。

5 在流量从大往小调节的过程中，应避免等幅取点。

离心泵的特性曲线及其应用
离心泵一般都有扬程曲线（Q-H）、效率曲线（Q-η）、功率曲线（Q-Pa）、汽蚀曲线（Q-NPSHr）。

不过液下泵没有汽蚀曲线（Q-NPSHr）。

离心泵的特性曲线如下图所示：
（泵性能曲线图）
泵的运行工况是泵的扬程曲线与装置曲线的交点。

所以说，泵的运行工况不只取决于泵的扬程曲线，同时也与装置曲线有关。

泵运行工况的调节
1、改变装置曲线来改变泵的运行工况点，如下图所示：
（改变装置曲线调节泵的运行工况）
可通过改变装置阻力改变装置曲线的形状。

上图中，假定开始泵在工况点2运行，当关小出口阀门时，装置曲线由2变为1，泵的运行工况点相应由工况点2变为1，泵的流量减少，扬程增加；当加大出口阀门开度时，装置曲线由2变为3，泵的运行工况点相应由工况点2变为3，泵的流量增加、扬程降低。

2、改变扬程曲线来改变泵的运行工况点，如下图所示：
（改变扬程曲线调节泵的运行工况）
不同的泵有不同的扬程曲线，同一台泵可通过改变叶轮直径、改变转速等方法来改变泵的扬程曲线。

上图中，假定泵的叶轮直径为D1时对应泵性能曲线1、运行工况点1；当叶轮直径切削至D2和D3时，其性能曲线变为2、3，工况点也变为2、3，对应流量减少，扬程降低。

当降低泵的转速时，情况类似。

3、同时改变装置曲线和扬程曲线改变泵的运行工况点。

当采用上面一种方法不足以满足使用要求时，可以同时改变装置曲线和扬程曲线来调节泵的运行工况点，以到达理想的运行工况点。

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。

离心泵的特性曲线知识介绍一、离心泵的特性曲线定义离心泵的扬程（H）、功率（P）、效率（η）与流量（qv）之间的关系曲线称为特性曲线。

其数值通常是指额定转数和标准状况（大气压101.325kPa，20℃清水）下的数值，可用实验测得。

二、下图为某型号离心水泵在转速n=2900r／min下用20℃清水测得的特性曲线，效率某型号离心水泵在转速n=2900r／min下用20℃清水测得的特性曲线，离心泵的特性曲线有3条，分别表示如下：（1）H-qv曲线表示H与qv的关系，通常H随qv的增大而减小。

不同型号的离心泵，H-qv曲线的形状有所不同。

有的离心泵)H-qv曲线较平坦，其特点是流量变化较大而压头变化不大；而有的泵H-qv 曲线陡降，当流量变动很小时扬程变化很大，适用于扬程变化大而流量变化小的情况。

（2）P-qv曲线表示P与qv 的关系，P随qv的增大而增大。

显然，当qv=0 时，P最小。

因此，启动离心泵时，应关闭出口阀，使电动机的启动电流减至最小，以保护电动机。

待转动正常后再开启出口阀，调节到所需的流量。

（3）η-qv曲线表示与qv的关系，开始η随qv的增大而增大，达到最大值后，又随qv的增大而下降。

曲线上最高效率点即为泵的设计工况点，在该点所对应的扬程和流量下操作最为经济。

实际生产中，泵不可能正好在设计工况点下运转，所以各种离心泵都规定一个高效区，一般取最高效率以下7％范围内为高效区。

工程上也将离心泵最高效率点定为额定点，与该点对应的流量称为额定流量。

三、离心泵的转速对特性曲线的影响离心泵的特性曲线是在一定转速n下测定的，当n改变时，泵的流量qv、扬程H及功率P也相应改变。

对同一型号泵、同一种液体，在效率η不变的条件下，扬程（H）、功率（P）、流量（qv）随n的变化关系如下式所示:qv2/qv1=n2/n1H2/H1=(n1/n2)2P2/P1=(n1/n2)3上式称为比例定律表达式。

当泵的转速变化小于20％时，效率基本不变。