离心泵的特性曲线工况点

离心泵特性曲线的测定实验报告离心泵特性曲线的测定实验报告引言：离心泵是一种常见的流体机械设备，广泛应用于工业生产、农业灌溉和城市供水等领域。

了解离心泵的特性曲线对于正确选择和使用离心泵至关重要。

本实验旨在通过测定离心泵的特性曲线，分析其性能参数，为离心泵的应用提供参考。

一、实验目的1. 了解离心泵的基本原理和工作特性；2. 掌握离心泵特性曲线的测定方法；3. 分析离心泵的性能参数，如扬程、流量和效率等。

二、实验原理离心泵是利用离心力将液体从低压区域输送到高压区域的装置。

其工作原理是通过转子的旋转产生离心力，使液体在离心力的作用下产生压力，从而实现液体的输送。

离心泵的特性曲线是描述离心泵在不同工况下流量、扬程和效率之间关系的曲线。

三、实验仪器和材料1. 离心泵实验装置；2. 流量计；3. 压力计；4. 温度计。

四、实验步骤1. 连接实验装置：将离心泵与流量计、压力计和温度计等仪器连接好，确保密封良好；2. 开始实验：首先调整离心泵的转速，使其达到设定值。

然后逐渐调整流量计的开度，记录不同流量下的压力和温度数据；3. 测定数据：根据实验装置的读数，得到不同流量下的扬程、压力和温度数据；4. 绘制特性曲线：根据测得的数据，绘制离心泵的特性曲线，包括流量-扬程曲线和效率-流量曲线；5. 分析结果：根据特性曲线，计算出离心泵的最大流量、最大扬程和最佳效率点。

五、实验结果和分析根据实验数据绘制的特性曲线显示了离心泵在不同工况下的性能表现。

根据流量-扬程曲线，我们可以得到离心泵的最大流量和最大扬程。

最大流量是指离心泵能够输送的最大液体流量，而最大扬程是指离心泵能够提供的最大扬程高度。

根据效率-流量曲线，我们可以得到离心泵的最佳效率点。

最佳效率点是指离心泵在该点下的效率最高，能够以最小的能量损失输送液体。

通过分析特性曲线，可以选择合适的工况来提高离心泵的效率和使用寿命。

六、结论通过实验测定离心泵的特性曲线，我们可以得到离心泵在不同工况下的性能参数。

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。

离心泵特性曲线离心泵的特性曲线是将由实验测定的q、h、n、η等数据标绘而成的一组曲线。

此图由泵的制造厂家提供，供使用部门选泵和操作时参考。

不同型号泵的特性曲线不同，但均有以下三条曲线：(1)h-q线表示压头和流量的关系；(2)n-q线表示泵轴功率和流量的关系；(3)η-q线表示泵的效率和流量的关系；(4)泵的特性曲线均在一定输出功率下测量，故特性曲线图上Mercoeur输出功率n值。

离心泵特性曲线上的效率最高点称为设计点，泵在该点对应的压头和流量下工作最为经济。

离心泵铭牌上标出的性能参数即为最高效率点上的工况参数。

离心泵的性能曲线可以做为挑选泵的依据。

确认泵的类型后，再依流量和压头选泵。

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10m/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。

解泵的主要性能参数包括转速n、流量q、扬程h、轴功率n和效率。

直接测出的参数为转速n=2900r/min流量q＝10m/h=0.00278m/s轴功率n＝1.07kw需要进行计算的有扬程h和效率。

用式排序扬程h，即为已知：于是二、影响离心泵性能的主要因素1液体物理性质对特性曲线的影响生产厂所提供更多的特性曲线就是以清水做为工作介质测量的，当运送其它液体时，必须考量液体密度和粘度的影响。

(1)粘度当输送液体的粘度大于实验条件下水的粘度时，泵体内的能量损失增大，泵的流量、压头减小，效率下降，轴功率增大。

(2)密度离心泵的体积流量及压头与液体密度毫无关系，功率则随其密度减小而减少。

2离心泵的输出功率对特性曲线的影响当液体粘度不大，泵的效率不变时，泵的流量、压头、轴功率与转速可近似用比例定律计算，即式中：q1、h1、n1离心泵输出功率为n1时的流量、扬程和功率。

离心泵特性曲线首先离心泵的特性曲线图如下接下来是对于这个图的一些解读：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-ŋ）以及流量-汽蚀余量（Q-NPSHr）曲线。

水泵的性能参数之间的相互变化关系及相互制约性：首先以该水泵的额顶转速为先决条件的。

水泵性能曲线主要有三条曲线：流量—扬程曲线，流量—功率曲线，流量—效率曲线。

它是离心泵的基本的性能曲线。

比转速小于80的离心泵具有上升和下降的特点称驼峰性能曲线。

比转速在80～150之间的离心泵具有平坦的性能曲线。

比转数在150以上的离心泵具有陡降性能曲线。

一般的说，当流量小时，扬程就高，随着流量的增加扬程就逐渐下降。

上述曲线都是在一定的转速下，以试验的方法求得的。

不同的转速，可以通过公式进行换算。

在性能曲线上，对于一个任意的流量点，都可以找出一组与其相对应的扬程、功率、效率以及汽蚀余量值。

通常，把这一组相对应的参数称为工作状况，简称工况或工况点。

对于离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点。

泵在最高效率点工况下运行是最理想的。

但是用户要求的性能千差万别，不一定和最高效率点下的性能相一致。

要想使每一个用户要求的泵都在泵最高效率点下运行，那样做需要的泵规格就太多了。

为此，规定一个范围（通常以效率下降5%~8%为界），称为泵的工作范围。

我们利用叶轮的切割或者变频技术可以扩大泵的工作范围。

我们把同一类型的水泵，将它的各种不同比转数以及相同比转数不同口径的泵的工作区域集中画在同一个Q-H坐标平面上。

为了使图面上大泵的方块不致太大，坐标可以采用对数坐标，于是就得到了该类型泵的系列型谱。

各类型的泵均有各自的型谱，使用户选用水泵十分方便。

每种系列用几种比转数的水力模型，泵的口径按一定的流量间隔比变化。

同一口径的泵扬程也按一定的间隔变化。

ISO 2858规定了标准的型谱。

离心泵知识、性能参数与特性曲线要正确地选择和使用离心泵，就必需了解泵的性能和它们之间的相互关系。

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性曲线来表示。

一、离心泵的概念：水泵是把原动机的机械能转换成抽送液体能量的机器。

来增加液体的位能、压能、动能。

原动机通过泵轴带动叶轮旋转，对液体作功，使其能量增加，从而使需要数量的液体，由吸入口经水泵的过流部件输送到要求的高处或要求压力的地方。

二、离心泵的基本构造离心泵的基本构造是由六部分组成的，分别是：叶轮，吸液室，泵壳，转轴，托架，轴承及轴承箱，密封装置，基础台板等。

1、叶轮是离心泵的核心部分，它转速高输出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。

叶轮上的的内外表面要求光滑，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，并与安装轴承的托架相连接。

3、转轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转距传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。

4、轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，有滚动轴承和滑动轴承两种。

轴承的依托为轴承箱。

滚动轴承使用牛油作为润滑剂加油要适当一般为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。

太多油要沿泵轴渗出，不利于散热；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60度左右，如果高了就要查找原因（是否有杂质，油质是否发黑，是否进水）并及时处理！5、密封装置。

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

为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮和泵壳的所使用寿命，在泵壳内缘和叶轮外援结合处装有密封装置，密封的间隙保持在0.25～1.10mm之间为宜。

三、泵的分类泵的种类很多，可按其各种特征加以分类，见表1-1。

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。

离心泵的极限工况点
离心泵是一种常见的流体机械，其工作原理是通过离心力将液体从进口处吸入，然后通过高速旋转的叶轮将液体压入出口处。

离心泵的工况点是指泵在特定工作条件下的流量和扬程。

离心泵的极限工况点是指泵在最大流量和最大扬程下的工作状态。

离心泵的极限工况点取决于泵的设计和制造质量，以及工作条件。

一般来说，离心泵的极限工况点是在泵的性能曲线上的最右上角，也就是最大流量和最大扬程的交点处。

当泵的工作点达到极限工况点时，泵的效率和稳定性都会受到影响，甚至可能导致泵的故障或损坏。

在实际应用中，为了确保离心泵的正常运行，一般会将泵的工作点设置在性能曲线上的较靠左侧，即远离极限工况点。

这样可以保证泵的效率和稳定性，并延长泵的使用寿命。

总之，离心泵的极限工况点是指泵在最大流量和最大扬程下的工作状态，其位置取决于泵的设计和制造质量，以及工作条件。

在实际应用中，为了确保泵的正常运行，应将泵的工作点设置在性能曲线上的较靠左侧，避免接近或超过极限工况点。

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。