离心泵叶轮外径切割特性曲线换算方法的研究
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离心泵特性曲线测定实验一、实验目的1.1能进行离心泵特性曲线测定实验,测出扬程与流量、功率与流量以及离心泵效率与流量的关系曲线图;1.2学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法,使学生了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作。
二、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一,其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、轴功率N及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线,它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。
由于泵内部流动情况复杂,不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线,只能依靠实验测定。
2.1扬程H的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面,列机械能衡算方程:由于两截面间的管子较短,通常可忽略阻力项 h f ,速度平方差也很小,故也可忽略,则有由上式可知,只要直接读出真空表和压力表上的数值,及两表的安装高度差,就可计算出泵的扬程。
2.2轴功率N的测量与计算:其中,N电为电功率表显示值,k代表电机传动效率,可取。
95.0=k2.3效率η的计算泵的效率η是泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。
有效功率Ne是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功率,轴功率N是单位时间内泵轴从电机得到的功,两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。
泵的有效功率Ne可用下式计算:2.4 转速改变时各参数的换算泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。
但是,实际上感应电动机在转矩改变时,其转速会有变化,这样随着流量Q的变化,多个实验点的转速n将有所差异,因此在绘制特性曲线之前,须将实测数据换算为某一定转速n′下(可取离心泵的额定转速2900rpm)的数据。
换算关系如下:三、实验步骤3.1实验准备:(1)实验用水准备:清洗水箱,并加装实验用水。
(2)离心泵排气:通过灌泵漏斗给离心泵灌水,排出泵内气体。
3.2开始实验:(1)仪表自检情况,打开泵进口阀,关闭泵出口阀,试开离心泵,检查电机运转时声音是否正常,,离心泵运转的方向是否正确。
实验四 离心泵特性曲线的测定一. 实验目的1.熟悉离心泵的构造和操作;2.掌握离心泵在一定转速下特性曲线的测定方法。
二. 基本原理离心泵的主要性能参数有流量Q 、压头H 、效率η和轴功率N 。
在一定转速下,离心泵的输液能力(流量)可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。
而且,当其流量变化时,泵的压头、功率及效率也随之变化。
因此,要正确选择和使用离心泵,就必须掌握流量变化时,其压头、效率和功率的变化规律,即查明离心泵的特性曲线。
用实验方法测出某离心泵在一定转速下的Q 、H 、N 、η,并做出H-Q 、N-Q 、η-Q 曲线,称为该离心泵的特性曲线。
1. 流量Q 的测定泵的流量可以用容积法或标准流量计测量。
本实验采用涡轮流量计测量离心泵的流量。
涡轮流量计显示表显示的是瞬时流量值,单位是升/秒。
2. 泵的压头H 的测定离心泵的压头是指泵对单位重量流体所提供的有效能量,单位为m 。
在进口真空表和出口压力表两测压点截面间列伯努利方程,忽略阻力损失,两测压点处管径一致时,有:)(H 1212Z Z gp g p -+-=ρρ m若两侧压表头在同一水平处,上式变为:gp p H ρ12-=m (4—1)式中:p2---离心泵的出口压力表示值,Pa ; -p1--离心泵的入口真空表示值,Pa ; ρ---离心泵输送液体的密度,kg/m3。
3. 轴功率N 的测定离心泵的轴功率是泵轴所需的功率,也是电机传给泵轴的功率。
本实验装置采用马达-天平测功器测定此轴功率。
马达-天平测功器是水泵实验常用的测功方法之一,其有准确和使用可靠的优点。
它是在拖动泵的交流电动机外壳(定子)两端加装轴承,使外壳能自由转动。
外壳连有测功臂和平衡锤,后者用以调整零位。
当电动机带动水泵运转时,由于反作用力的作用会使外壳反方向旋转;此反向力矩相同。
如果在测功臂上加上适当的砝码,即可保持外壳不转动。
此时所加砝码重量乘以测功臂长度,就是电动机输出的转矩,即电动机输出的功率为:7.97310006081.92N PLn PLn =⨯⨯=π kW (4-2)式中:P---测功臂上所加砝码的数量,kg ; L---测功臂长度,m ;本装置L=0.4869m; n---转速,转/分。
离心泵特性曲线测定实验一、实验目的1. 熟悉离心泵的结构、性能、操作和调节方法,掌握离心泵的工作原理。
2. 掌握离心泵特性曲线的测定方法。
测定单级离心泵在恒定转速下的特性曲线,绘制H e-q V、N a-q V、η-q V曲线,分析离心泵的额定工作点。
3. 掌握离心泵流量调节的方法。
4. 掌握离心泵特性曲线的影响因素。
5. 了解常用的测压仪表。
二、实验原理离心泵是一种液体输送机械,主要构件为旋转的叶轮、固定的泵壳和轴封装置。
离心泵泵体内的叶轮固定在泵轴上,叶轮上有若干弯曲的叶片,泵轴在外力带动下旋转,叶轮同时旋转,泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接,侧旁的排出口和排出管路相连接。
启动前,须灌液排出泵壳内的气体,防止出现气缚现象。
启动电机后,泵轴带动叶轮一起高速旋转,充满叶片之间的液体也随着旋转,在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量,使叶轮外缘的液体静压强提高,同时也增大了动能。
液体离开叶轮进入壳体,部分动能变成静压能,进一步提高了静压能。
流体获得能量的多少,不仅取决于离心泵的结构和转速,而且和流体的密度有关。
当离心泵内存在空气,空气的密度远比液体小,相应获得的能量不足以形成所需的压强差,液体无法输送,该现象称为“气缚”。
为了保证离心泵的正常操作,在启动前必须在离心泵和吸入管路内充满液体,并确保运转过程中尽量不使空气漏入。
离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一,其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H e、轴功率P a及效率η与液体流量q V之间的关系曲线,如图6-10所示,它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。
离心泵的特性曲线与离心泵的设计、加工情况有关,而泵内部流动情况复杂,难以用数学方法计算,只能依靠实验测定。
图6-10 离心泵的特性曲线1. 流量的测定本实验用涡轮流量计测量液体的流量。
测量时,从仪表显示仪上读取的数据是涡轮的频率f ,液体的体积流量为:(6-20) 式中:f 为涡轮流量计的脉冲频率,Hz ;C 为涡轮流量计的流量系数,脉冲数/升。
一.根据数据绘制离心泵特性曲线(如图(2)所示)目的:掌握离心泵特性曲线的绘制方法,实现离心泵的合理调节。
1.准备工作:数据资料;坐标纸;直尺;曲线板;铅笔;橡皮2. 操作步骤:(1)按比例在坐标纸上绘制横、纵坐标,横坐标表示流量;纵坐标表示扬程H、轴功率N、泵功率η。
(2)绘制特性Q-H曲线:1)将流量和扬程对应的数据点画在坐标纸上2)将各点用平滑曲线连接起来(3)绘制绘制特性Q-N曲线:1)将流量和功率对应的数据点画在坐标纸上2)将各点用平滑曲线连接起来(4)绘制绘制特性Q-η曲线:1)将流量和效率对应的数据点画在坐标纸上2)将各点用平滑曲线连接起来(5)绘制绘制特性Q- NPSHr曲线:1)将流量和必需的气蚀余量对应的数据点画在坐标纸上2)将各点用平滑曲线连接起来(6)在曲线图上标注曲线名称:Q-H曲线Q-N曲线Q-η曲线Q-NPSHr曲线(7)在曲线图上标出最佳工况点(效率η最大的点)(8)完善图名,清洁图面(离心泵的特性曲线)(9)回收工具,清理现场。
3.注意事项:(1)坐标末端必须标出箭头(2)连线必须是平滑曲线,不能是直线。
二.离心泵相关知识的介绍1.主要部件:1)包括叶轮和泵轴的旋转部件2)由泵壳、填料函和轴承组成的静止部件2.工作原理:液体随叶轮旋转,在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量,使流向叶轮外周的液体的静压强提高,流速增大。
液体离开叶轮进入蜗壳,因蜗壳内流道逐渐扩大而使流体速度减慢,液体的部分动能转换成静压能。
于是,具有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路,被输送到所需的管路系统。
图(1)离心泵结构示意图3.主要性能参数(1)流量(Q):离心泵在单位时间送到管路系统的液体体积,常用单位为L/s 或m/h;(2)压头(H):离心泵对单位重量的液体所能提供的有效能量,其单位为m;(3)效率(η):由原动机提供给泵轴的能量不能全部为液体所获得,通常用效率来反映能量损失;(4)轴功率(N):[指离心泵的泵轴所需的功率,单位为W或kW 。
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。
实验五 离心泵特性曲线实验一、实验目的1、了解离心泵的结构组成及特性, 掌握理性泵的操作方法;2、观察离心泵的气体现象;3、熟悉离心泵操作方法和特性曲线的应用;掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法, 加深对离心泵性能的了解; 测定离心泵在一定转速下的特性曲线: N-Q 、H-Q 、η-Q 曲线。
二、实验装置本实验用离心泵进行实验,其装置如图1所示, 离心泵用三相电动机带动, ,经整个管线返回水池。
在吸入管进口处装有阀, 以便启动前灌满水;在泵的吸入口和出口分别装有真空表和压力表, 以测量离心泵的进出口处压力;泵的出口管路装有孔板流量计用做流量测量, 并装有阀门以调节流量。
三、实验原理在离心泵进出口管装设真空表和压力表, 在相应的两截面列出机械能衡算方程式(以单位重量液体为衡算基准):f 22222111H 2g u g p z H 2g u g p z +++=+++ρρ (1)1、排水阀;2、吸水阀;3、水槽;4、泵;5、引水漏斗;6、真空表;7、功率表盒;8、压力表;9、文士管; 10、压力计图1 离心泵特性曲线实验装置图由于在测试离心泵特性曲线时, 直管段摩擦损失很小, 其损失归入离心泵的效率, 所以上式(1)的能量损失Hf=0。
令:gp H 11ρ= g p H 22ρ= 120z z h -= (2) 所以式(1)变为:2gu u h H H H 2122021-+++= (3) 式中: H1-泵入口真空表读数, 换算为mH2O 表示;H2-泵出口压力表读数, 换算为mH2O 表示;h0-压力表与真空表测压孔之间的垂直距离, m ;u1-吸入管内水的流速, m /s ;u2-排出管内水的流速, m /s ;g -重力加速度, 9. 8lm /s2。
由式(3)计算出扬程, 此即为离心泵给单位重量流体提供的能量, 由于体积流量可由涡轮流量计测得, 因此流体获得的有效功率Ne 为:Ne = Q ·H ·ρ·g (4)根据离心泵效率的定义及有效功率表达式(5), 有:1000N g QH ρη=(5) 式中: Q -流量, m3/s ;H -压头, m ;ρ-被输送液体密度, kg /m3;N -泵的轴功率, kW 。
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)。
离心泵的性能影响因素及其换算发布日期:2008-5-3浏览数:523离心泵的性能影响因素及其换算双击自动滚屏发布者:永嘉县良邦泵阀有限公司发布时间:2007-11-18离心泵生产部门所提供的特性曲线通常是在一定转速和常温(20℃)条件下,以清水作为输送介质进行测定出来的。
若使用时的使用条件差别较大,所输送的液体性质和水相差较大时,则要考虑物性、转速和叶轮直径不同所带来的影响。
选用时应进行换算。
下面就离心泵的性能影响因素和换算进行说明。
1、密度ρ的影响由离心泵的基本方程式可知,离心泵的压头、流量、与密度无关,故其效率变不随密度改变而变化,故由离心泵的轴功率计算式表明,离心泵的轴功率随液体的密度改变而变化,故原特性曲线N~Q或性能表的轴功率应作相应的换算:式中,N——操作条件下,离心泵的轴功率,KW;ρ——操作条件下,被输送液体的;——试验条件下,离心泵的轴功率,KW;N——20℃时清水的密度,kg/m3。
ρ2、粘度的影响由于离心泵内部的流动阻力损失与被输送液体粘度有关,粘度增大,液体通过叶轮与泵壳的流动阻力变增大,因此压头、流量减小,效率降低、轴功率增大。
一般来说,当液体的运动粘度过ν>0.2m2/s时,应以下列式子进行换算:式中,Q,H,η——为输水时的流量、压头与效率;Q',H',η'——为被输送液体的流量、压头与效率;CQ ,CH,Cη——换算系数,其值皆小于1。
可从有关手册中查取。
3.转速n的影响当离心泵的转速改变时,其流量、压头、轴功率与转速可依下述比例定律换算:式中,Q1,H1,N1——分别为转速为n1时离心泵的性能;Q2,H2,N2——分别为转速为n2时离心泵的性能。
值得注意的是,引出上述关系式的基本假设是转速改变后其效率不变,因此只有在转速变化小于20%时,比例定律才接近正确。
4.叶轮直径D2的影响当离心泵的转速n一定时,由基本方程式可知其压头、流量与时轮的直径D2有关。
实验五 离心泵特性曲线及管路特性曲线测定、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。
、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n 均随流量Q 而改变。
通常通过实验测出H-Q N-Q 及n — 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:⑴H 的测定:在泵的吸入口和排出口之间列柏努利方程2 2Z入詈H订出當卷Hf〜d 、F 出一P 入 u 2出一u 2入H=z 出一Z 入=h H -上式中H f 入曲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,H f 入曲值很小,故可忽略。
于是上式变为:将测得的Z 出-Z 入和P 出- P 入值以及计算所得的u 入 ,u 出代入上式,即可求得Ho⑵N 测定:(8)F 出- P 入2g(9)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(10)1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X 电动机效率; 泵的轴功率二功率表读数X 电动机效率,kW⑶ 测定二NeN HQPg HQP Ne(Kw)1000 102 式中: 一泵的效率;N—泵的轴功率,kWNe-泵的有效功率,kW H —泵的扬程,m C —泵的流量,nVs ; "-水的密度,kg/m 3。
2. 管路特性曲线的测定: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,还与管路特性有关,也就是说,在液体输送过程中,泵和 管路二者相互制约的。
一、 实验名称:离心泵特性曲线的测定二、实验目的:1、 了解水泵的结构;2、 熟悉离心泵的机械结构和操作方法;3、 测定离心泵在一定转速下的流量和压头、功率及总效率的关系,并绘制泵的特性曲线。
三、实验原理:离心泵的特性曲线是指在一定转速下,流量和压头、流量和轴功率、流量和总效率之间的变化关系,由于流体在泵内运动的复杂性,泵的特性曲线只能用实验的方法来测定。
泵的性能和管路的布局无关,前者在一定转速下是固定的,后者总是安装在一定的管路上工作,泵所提供的压头和流量必须和管路所需的压头和流量一致,为此目的,人们是用管路的特性去选择适用的泵。
管路特性曲线和泵特性曲线的交点叫工作点,现测定离心泵性能是用改变管路特性曲线(即改变工作点)的方法而获得。
改变管路特性曲线最简单的手段是调节管路上的流量控制阀,流量改变,管路特性曲线即变,用改变泵特性曲线的办法(改变泵转速或把叶轮削小可实现)去改变工作点,在理论上是讲得通,但生产实际不能使用(为什么?)。
1、流量V 的测定本实验室甲乙二套泵的流量用孔板流量计测定,第三四套用文氏流量计测定,五、六套用涡轮流量计测定,由流量计的压差计读数去查流量曲线或公式计算即得流量V[m 3/h]。
2、泵压头(扬程)H 的测定以离心泵吸入口中心线水平为基准面。
并顺着流向,以泵吸入管安装真空表处管截面为1截面,以泵压出管安装压力表处管截面为2截面,在两截面之间列柏努利方程并整理得:ζρh gu u g p p Z Z H +-+-+-=2)(21221212 (1) 令:h 0=(Z 2—Z 1)——两测压截面之间的垂直距离,约0.1[m]p 1——1截面处的真空度[MPa] p 2——2截面处的表压强[MPa]ρ——水的密度,以1000[kg/m 3]计算 g=9.8[N/kg]——重力加速度 3、轴功率N e 的测定轴功率为水泵运转时泵所耗功率,测电机功率,再乘上电机效率和传动效率而得:][KW N N e 传电电ηη= (2) 式中:电N ——输入给电动机的功率[kw],用功率表测定电η——电机效率,可查电机手册,现使用以下近似值:2.8kw 以上电动机: 电η=0.9 2.0kw 以下电动机: 电η=0.75传η——传动效率,本机用联轴节,其值:传η=0.984、水泵总效率η的计算: %1001023600⨯⨯⋅⋅=eN V H ρη (3)式中:102——[KW]和[smkg ⋅]的换算因数;其余符号同上 四、实验设备流程图:AB1、水箱2、底阀3、离心泵4、联轴接5、电动机6、调节阀7、真空表8、压力表9、功率表 10、流量计 11、灌水阀图2-2-3-2 离心泵实验装置图泵的实验装置如图2-2-3-2所示,离心泵3为单吸悬臂式水泵,型号为121BA ,泵轴和电机5的轴由联轴节4相连。
设备运维关于离心泵叶轮外径切割方法的分析李明霖(中国石化海南炼油化工有限公司,海南洋浦578101)摘要:为增加离心泵工作范畴,人们常使用切割叶轮的方法,其不但操作简单,而且为实际生产创造了便利条件。
本文首先介绍了校对原型泵的性能参数与曲线,然后通过求解A 点的抛物线方程,确定相似工况点B的位置,最后提供离心泵叶轮外径外切割的有效方法。
旨在为有关人员提供参考,不断提高工作效率和质量。
关键词:离心泵;叶轮外径;切割方法1校对原型泵的性能参数和曲线在离心泵的性能曲线上,任何一点都代表着一个泵的作业工况,最佳的作业工况即在泵最高效率点稳定运作。
但用户对泵的要求各有所别,无法与此条件的工况保持统一。
要想让所有用户所需的泵都能在此点下稳定运作,则泵的规格将会越来越多。
鉴于此,划定一个范围,通常以效率下滑5%为界线。
泵在这一范围下运作,效率下滑不会过于明显,那么将此段叫做泵的工作范围。
利用改变转变切割叶轮外径或者更改转速的方法能增加泵的作业范围,从而保证工作效率下滑不会大于5%。
相同的离心泵在转速不变的情况下,叶轮外径的尺寸会对泵的性能参数造成重要影响。
直径愈大泵的扬程、轴功率和流量也就会愈大,直径愈小这几方面则会随之减少。
使用本文提供的方法能顺利找到原型泵和叶轮外径切割以后相关的性能参数点,有利于叶轮外径切割到位,满足不同用户的不同要求。
根据我国下发的有关规定要求,检测出泵的性能参数并描绘出对应曲线,即Q-H/P/η曲线。
若泵已经具有性能曲线,那么要校对工况点和之前工况点是否完全匹配。
如果匹配,要以之前性能曲线为基准展开接下来的工作,如果不匹配,便要以现在的性能曲线为基准展开后续工作。
2求解过A点的抛物线方程,定位相似工况点B 根据提供的参数,扬程H与流量Q,决定A工况点。
按照相似定律:一是Q1/Q=D1/D,二是H1/H=D1/D,算出H= H1Q2/Q12,令K=H1/Q12=const,得到H=KQ2。
186丨学术平台丨工业技术与实践离心泵泵的特性曲线上的每一点都对应着一个泵的工作工况,最理想的工作工况是在泵的最高效率点下运行。
但是用户对性能的要求千差万别,不一定能和泵最高效率点下的工况相一致。
要想使每一个用户要求的泵在泵的最高效率点下运行,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%为界),如左图的AB 线段。
泵在此范围内运行,效率下降不算太大,此段称为泵的工作范围。
通过改变转速或切割叶轮外径的方法可以扩大泵的工作范围,如下图ABCD 。
其中的1、2线是改变转速或切割叶轮外径前后的特性曲线,3、4线是改变转速的相似抛物线或切割叶轮外径的切割线(抛物线)。
方块ABCD 称为泵扩大了的工作范围,泵可以在此范围的任一点工作,而且效率下降最多不会超过5%。
本文主要论述几种叶轮外径切割的计算方法,并进行简要分析。
图1 离心泵泵的特性曲线图 图2 切割抛物线图1 叶轮切割量计算方法切割定律、切割抛物线及其应用1.1一般离心式叶轮的切割量不大,切割后叶片出口安放角变化甚微,即2'2b b ββ≈。
叶轮的轴面流道宽度2b 总是设计成自轮心向外逐渐变窄,即2'2b b >。
所以切割前后叶轮出口面积变化很小。
此外,经验表明,对上述叶轮当外径切割量不太大时,在切割对应工况下工作的叶轮效率几乎不变。
在这些前提下,可得切割前后对应工况点参数间的关系为:2'2'D D Q Q = (1)22'2')(D D H H =(2)32'2')(D D P P = (3)上述关系式称为切割定律。
可以看出,切割后流量、扬程均会下降,但扬程下降较多,所以叶轮切割后比转速会增加。
由式(1)和(2)可知,切割前后的对应工况点的流量与扬程之间满足2H KQ =的关系,这是一个抛物线方程,称为切割抛物线(如下图)。
实践证明,当切割量不是太大时,效率近似相等,因此切割抛物线也是等效抛物线。
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。