離心泵的性能曲線
一臺(tái)離心泵，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速n為定值時(shí)，其揚(yáng)程H、軸功率Pe、效率η及必需汽蝕余量NPSHr與泵的流量qv之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這種表示H-qv、η-qv、Pe-qv和NPSHr-qv的關(guān)系曲線稱(chēng)為泵性能曲線或性能曲線。如果用理論分析法求離心泵的性能曲線，必須計(jì)算泵內(nèi)的各種損失。然而，這些損失與泵內(nèi)的流動(dòng)有著十分復(fù)雜的關(guān)系，目前還很難作精確的定量計(jì)算。人們僅能定性地知道這些曲線的大體形狀。各種類(lèi)型泵準(zhǔn)確的性能曲線只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。圖1列舉了一種離心泵的性能曲線。應(yīng)當(dāng)注意，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制等原因，泵制造廠在產(chǎn)品樣本上所提供的性能曲線，往往都是用清水在20℃（ρ=1000kg/m3）條件下實(shí)驗(yàn)測(cè)定得出的。當(dāng)泵輸送液體的密度、黏度等參數(shù)與20℃清水不同時(shí)，還需要進(jìn)行性能換算。
圖1 離心泵性能曲線
離心泵的實(shí)際性能曲線表明，泵在恒定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，對(duì)應(yīng)于泵的每一個(gè)流量值qv，必相應(yīng)的有一個(gè)確定的揚(yáng)程H、軸功率Pe、效率η等。從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，每條性能曲線都有它各自的用途。
1、H-qv曲線是選擇和操作使用泵的主要依據(jù)。離心泵的H-qv曲線一般分為平坦形、陡降形和駝峰形三種，如圖2所示。對(duì)于一般的化工生產(chǎn)，需要在比較穩(wěn)定的壓力下進(jìn)行反應(yīng)，而生產(chǎn)的產(chǎn)量可變化時(shí)，應(yīng)選用具有平坦形H-qv曲線的離心泵，因?yàn)樗诹髁堪l(fā)生變化時(shí)，揚(yáng)程（當(dāng)吸入壓力一定時(shí)，即為排出壓力）的變化較��；當(dāng)輸送的液體中含有固體顆粒等物質(zhì)時(shí)，因容易堵塞管路、引起泵排出壓力增高，為達(dá)到化工產(chǎn)品的產(chǎn)量，要求泵的流量變化很小，應(yīng)選用具有陡降形性能曲線的離心泵，因?yàn)楫?dāng)流量變化很小時(shí)，揚(yáng)程（排出壓力）升高得較多，可依靠此壓力打通堵塞的管路。駝峰形性能曲線為不穩(wěn)定性能曲線，在相同的揚(yáng)程下可能出現(xiàn)兩種不同的流量值，使泵運(yùn)行不穩(wěn)定，選用此類(lèi)離心泵時(shí)，其工作點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)不穩(wěn)定區(qū)，在化工生產(chǎn)中好不要選用此類(lèi)離心泵。
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圖2 離心泵H-qv曲線形狀
2、Pe-qv曲線是合理選擇原動(dòng)機(jī)功率和操作啟動(dòng)泵的依據(jù)。通常應(yīng)按所需流量變化范圍中的大功率再加上一定的安全裕量來(lái)確定原動(dòng)機(jī)的輸出功率。泵啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)選在耗功小的工況下進(jìn)行，以減小啟動(dòng)電流，保護(hù)電動(dòng)機(jī)。一般離心泵在qv=0關(guān)系功率小，故啟動(dòng)時(shí)應(yīng)關(guān)閉排出管上的調(diào)節(jié)閥門(mén)，待啟動(dòng)之后再將閥門(mén)打開(kāi)。
3、η-qv曲線是檢查泵工作經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。泵應(yīng)盡可能在高效區(qū)工作。工程上將泵的高效率點(diǎn)定為額定點(diǎn)，它一般也就是泵的設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。與該點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的參數(shù)稱(chēng)為額定流量、額定揚(yáng)程和額定功率。通常規(guī)定對(duì)應(yīng)于高效率以下7%的工況范圍為高效工作區(qū)。有的泵在樣本上只給出高效區(qū)段的性能曲線。
4、NPSHr-qv曲線是檢查泵是否發(fā)生汽蝕的依據(jù)。泵的安裝位置與使用，應(yīng)留有足夠的有效汽蝕余量，以盡量防止泵發(fā)生汽蝕。