專(zhuān)業(yè)分析 — 水泵特性曲線(xiàn),知識沉甸甸
壓頭、流量、功率和效率是離心泵的主要性能參數。這些參數之間的關(guān)系，可通過(guò)實(shí)驗測定。離心泵生產(chǎn)部門(mén)將其產(chǎn)品的基本性能參數用曲線(xiàn)表示出來(lái)，這些曲線(xiàn)稱(chēng)為離心泵的特性曲線(xiàn)（characteristic curves）。以供使用部門(mén)選泵和操作時(shí)參考。
特性曲線(xiàn)是在固定的轉速下測出的，只適用于該轉速，故特性曲線(xiàn)圖上都注明轉速n的數值，圖2-6為國產(chǎn) 4B20型離心泵在n=2900r/min時(shí)特性曲線(xiàn)。圖上繪有三種曲線(xiàn)Ｈ－Q曲線(xiàn)表示泵的流量Q和壓頭Ｈ的關(guān)系。離心泵的壓頭在較大流量范圍內是隨流量增大而減小的。不同型號的離心泵，Ｈ－Q曲線(xiàn)的形狀有所不同。如有的曲線(xiàn)較平坦，適用于壓頭變化不大而流量變化較大的場(chǎng)合；有的曲線(xiàn)比較陡峭，適用于壓頭變化范圍大而不允許流量變化太大的場(chǎng)合。Ｎ－Q曲線(xiàn)表示泵的流量Q和軸功率Ｎ的關(guān)系，Ｎ隨Q的增大而增大。顯然，當Q=0時(shí)，泵軸消耗的功率最小。因此，啟動(dòng)離心泵時(shí)，為了減小啟動(dòng)功率，應將出口閥關(guān)閉。η－Q曲線(xiàn)表示泵的流量Q和效率η的關(guān)系。開(kāi)始η隨Q的增大而增大，達到最大值后，又隨Q的增大而下降。該曲線(xiàn)最大值相當于效率最高點(diǎn)。泵在該點(diǎn)所對應的壓頭和流量下操作，其效率最高。所以該點(diǎn)為離心泵的設計點(diǎn)。選泵時(shí)，總是希望泵在最高效率工作，因為在此條件下操作最為經(jīng)濟合理。但實(shí)際上泵往往不可能正好在該條件下運轉，因此，一般只能規定一個(gè)工作范圍，稱(chēng)為泵的高效率區，如圖2-6波折線(xiàn)所示。高效率區的效率應不低于最高效率的92%左右。泵在銘牌上所標明的都是最高效率下的流量，壓頭和功率。離心泵產(chǎn)品目錄和說(shuō)明書(shū)上還常常注明最高效率區的流量、壓頭和功率的范圍等。離心泵的特性曲線(xiàn)是在一定轉速下測定的。當轉速由n1改變?yōu)閚2時(shí)，其流量、壓頭及功率的近似關(guān)系為 式（2-6）稱(chēng)為比例定律，當轉速變化小于20%時(shí)，可認為效率不變，用上式進(jìn)行計算誤差不大。當葉輪直徑變化不大，轉速不變時(shí)，葉輪直徑、流量、壓頭及功率之間的近似關(guān)系為
式（2-7）稱(chēng)為切割定律。
泵生產(chǎn)部門(mén)所提供的特性曲線(xiàn)是用清水作實(shí)驗求得的。當所輸送的液體性質(zhì)與水相差較大時(shí)，要考慮粘度及密度對特性曲線(xiàn)的影響。 所輸送的液體粘度愈大，泵體內能量損失愈多。結果泵的壓頭、流量都要減小，效率下降，而軸功率則要增大，所以特性曲線(xiàn)改變。 離心泵的壓頭與密度無(wú)關(guān)，這可以從概念上加以說(shuō)明。液體在一定轉速下，所受的離心力與液體的密度成正比。但液體由于離心力的作用而取得的壓頭，相當于由離心力除以葉輪出口截面積所形成的壓力，再除以液體密度和重力加速度的乘積。這樣密度對壓頭的影響就消除了。但是，泵的軸功率隨液體密度而改變。因此，當被輸送液體的密度與水不同時(shí)，不能使用該泵所提供的Ｎ－Ｑ曲線(xiàn)，而應按（2-4a）及（2-5）重新計算。
如果輸送的液體是水溶液，濃度的改變必然影響液體的粘度和密度。濃度越高，與清水差別越大。濃度對離心泵特性曲線(xiàn)的影響，同樣反映在粘度和密度上。如果輸送液體中含有懸浮物等固體物質(zhì)，則泵特性曲線(xiàn)除受濃度的影響外，還受到固體物質(zhì)的種類(lèi)，以及粒度分布的影響。
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