離心泵特性曲線分析

1、離心泵的特性曲線分析-中國石化廣西玉林石油分公司（孫鐵淋）一.根據(jù)數(shù)據(jù)繪制離心泵特性曲線(如圖(2)所示)目的：掌握離心泵特性曲線的繪制方法，實(shí)現(xiàn)離心泵的合理調(diào)節(jié)。1. 準(zhǔn)備工作：數(shù)據(jù)資料；坐標(biāo)紙；直尺；曲線板；鉛筆；橡皮2. 操作步驟：(1 )按比例在坐標(biāo)紙上繪制橫、縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)表示流量；縱坐標(biāo)表示揚(yáng)程H、軸功率M泵功率聽。(2)繪制特性Q-H曲線：1) 將流量和揚(yáng)程對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)畫在坐標(biāo)紙上2)將各點(diǎn)用平滑曲線連接起來(3) 繪制繪制特性Q-N曲線：1) 將流量和功率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)畫在坐標(biāo)紙上2)將各點(diǎn)用平滑曲線連接起來(4) 繪制繪制特性Q-聽曲線：1) 將流量和效率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)畫在坐標(biāo)紙

2、上2)將各點(diǎn)用平滑曲線連接起來(5) 繪制繪制特性Q- NPSHr曲線:1)將流量和必需的氣蝕余量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)畫在坐標(biāo)紙上2)將各點(diǎn)用平滑曲線連接起來(6) 在曲線圖上標(biāo)注曲線名稱：Q-H 曲線Q-N曲線Q-n曲線Q-NPSHrfl 線(7) 在曲線圖上標(biāo)出最佳工況點(diǎn)(效率最大的點(diǎn))(8) 完善圖名，活潔圖面(離心泵的特性曲線)(9) 回收工具，活理現(xiàn)場。3. 注意事項(xiàng)：(1) 坐標(biāo)末端必須標(biāo)出箭頭（2）連線必須是平滑曲線，不能是直線。二.離心泵相關(guān)知識(shí)的介紹1. 主要部件：1）包括葉輪和泵軸的旋轉(zhuǎn)部件2）由泵殼、填料函和軸承組成的靜止部件2. 工作原理：液體隨葉輪旋轉(zhuǎn)，在慣性離心力的作用下自

3、葉輪中心被甩向外周并獲得了能 量，使流向葉輪外周的液體的靜壓強(qiáng)提高，流速增大。液體離開葉輪進(jìn)入蝸殼， 因蝸殼內(nèi)流道逐漸擴(kuò)大而使流體速度減慢，液體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成靜壓能。丁是, 具有較高壓強(qiáng)的液體從泵的排出口進(jìn)入排出管路，被輸送到所需的管路系統(tǒng)。圖（1）離心泵結(jié)構(gòu)示意圖3.主要性能參數(shù)（1）流量（Q）:離心泵在單位時(shí)間送到管路系統(tǒng)的液體體積，常用單位為 L/s或 m/h ；（2） 壓頭（M :離心泵對(duì)單位重量的液體所能提供的有效能量，其單位為m；（3）效率（：由原動(dòng)機(jī)提供給泵軸的能量不能全部為液體所獲得，通常用 效率來反映能量損失；（4）軸功率（可：指離心泵的泵軸所需的功率，單位為 WM kW說

4、明：n反映離心泵能量損失，包括：容積岫：由丁崩的泄漏所造成的損失。一部份已獲得能量的高壓液體由葉輪出口處通過葉輪與泵殼間的縫隙或從平衡孔漏返回到葉輪入口處的低壓區(qū)造成的 能量損失。水力岫：進(jìn)入離心泵的粘性液體產(chǎn)生的摩擦阻力以及在泵的局部處因流速與方 向改變引起的環(huán)流和沖擊而產(chǎn)生的局部阻力。機(jī)械岫：由泵軸與軸承之間、泵軸與填料函之間以及葉輪蓋板外表面與液體之 間產(chǎn)生的機(jī)械摩擦引起的能量損失。4. 特性曲線：通常，離心泵的特性曲線由制造廠附丁泵的樣本或說明書中，是指導(dǎo)正確選擇和 操作離心泵的主要依據(jù)。如下圖（2）所示：°020 40 60 80 100 120°O nY h圖（

5、2）離心泵的特性曲線（1） Q-H 曲線：表示泵的流量與壓頭的關(guān)系，是選擇和使用泵的主要依據(jù)。這種曲線有“陡 降”、“平坦”、“駝峰”狀之分。平坦?fàn)钋€反映的特點(diǎn)是：在流量 Q變化 第-4 -頁共7頁離心泵的特性曲線分析-中國石化廣西玉林石油分公司(孫鐵淋)較大時(shí)，揚(yáng)程H變化不大；陡降狀曲線反映的特點(diǎn)是：揚(yáng)程變化較大時(shí)，流量變 化不大；而駝峰狀曲線容易發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。在陡降、平坦、駝峰狀曲線的右分 支上，隨著流量的增加，揚(yáng)程均降低，反之亦然。(2) Q-N 曲線：表示泵的流量與軸功率的關(guān)系，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 最大功率再加上一定的安全余量，選

6、擇原 動(dòng)機(jī)的 功率大小。泵啟動(dòng)應(yīng)選在耗功最小的工況下進(jìn)行，以減小啟動(dòng)電流，保 護(hù)電機(jī)。一般離心泵在流量Q=0工況下功率最小，故啟動(dòng)時(shí)應(yīng)關(guān)閉排出管路上的 調(diào)節(jié)閥。(3) Q-t曲線：表示泵的流量與效率的關(guān)系，是檢查泵工作經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。泵應(yīng)盡可能在 高效率區(qū)工作，通常效率最低點(diǎn)為額定點(diǎn)，一般該點(diǎn)也是設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。目前，一 般取最高效率以下5阮8%£圍內(nèi)所對(duì)應(yīng)的工況為高效工作區(qū)。泵在銘牌上所標(biāo) 明的都是最高效率點(diǎn)下的 流量、壓頭和功率。離心泵產(chǎn)品目錄和說明書上還常 常注明最高效率區(qū)的流量、壓頭和功率的 范圍等。(4) Q-NPSH曲線：表示泵的流量與必需氣蝕余量的關(guān)系，是檢查泵工作是否發(fā)生氣

7、蝕的依據(jù)。通常是按最大流量下的NPSHr考慮安全余量及吸入裝置的有關(guān)參數(shù)來確定泵的 安裝高度。在運(yùn)行中應(yīng)注意監(jiān)控泵吸入口處的真空壓力計(jì)讀數(shù)， 使其不超過允許 的吸上真空度，以盡量防止氣蝕。說明：1) 離心泵的壓頭H一般是隨流量Q的增大而下降，這是離心泵的一個(gè)重要特性。2) 離心泵的有效功率是指液體從葉輪獲得的實(shí)際能量，通常用Ne表示，其可由 泵的流量和揚(yáng)程求得。M = RQpg3) 有效功率與軸功率的比值為離心泵的效率 n ：瓦 m QHpn = - N=N 102?5. 影響離心泵性能的因素：(1)離心泵的轉(zhuǎn)速對(duì)特性曲線的影響比例定律：& 2 勺 Qi嘏 1注：轉(zhuǎn)速 20%時(shí)，可不變

8、(2)離心泵的直徑對(duì)特性曲線的影響切割定律：0 _瓦一冗(3) 液體粘度對(duì)特性曲線的影響L , Q H 奴 Nf , 7。；原因：1) H f , hf。，H 。；2) H f ,u J,V 農(nóng)3) p f ,葉輪前后能量損失f , Nf ;(4) 液體密度對(duì)特性曲線的影響由離心泵的基本方程可看出，離心泵的壓頭、流量均與液體的密度無關(guān)，說 明離心泵特性曲線中的 卜Q及Q曲線保持不變。但離心泵所需的軸功率則隨 液體密度的增加而增加，即 NHQ曲線要變。6. 離心泵的工作點(diǎn)：Q 工作點(diǎn)圖(3)離心泵工作點(diǎn)7. 離心泵的氣蝕現(xiàn)象：(1)發(fā)生機(jī)理：離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液體在泵內(nèi)的壓力變化如圖(4)所示。流體

9、的壓力隨著從 泵入口到葉輪入口而下降，在葉片入口附近的 K點(diǎn)上，液體壓力最低。此后，由 丁葉輪對(duì)液體做功，壓力很快上升。當(dāng)葉輪葉片入口附近的壓力Pkw Pv時(shí)，液體就汽化，同時(shí)，還可能有溶解在液體內(nèi)的氣體逸出，它們形成許多氣泡，當(dāng)氣 泡隨液體流到葉道內(nèi)壓力較高處時(shí)， 外面的液體壓力高出氣泡內(nèi)的汽化壓力， 則 氣泡會(huì)凝結(jié)潰滅形成空穴。瞬間內(nèi)周圍的液體以極高的速度向空穴沖來， 造成液 體相互撞擊，使局部的壓力突然劇增，這不僅阻礙流體的正常流動(dòng)，尤為嚴(yán)重的 是，如果這些氣泡在葉輪壁面附近潰滅， 則液體就像無數(shù)的小彈頭一樣，連續(xù)撞 擊金屆表面，撞擊頻率較高，金屆表面會(huì)因沖擊疲勞而剝裂。 若氣泡內(nèi)火雜其

10、他第-6 -頁共7頁離心泵的特性曲線分析-中國石化廣西玉林石油分公司（孫鐵淋）某些活性氣體，（如氧氣），它們借助氣泡凝結(jié)時(shí)放出的熱量會(huì)形成熱電偶并產(chǎn) 生電解，對(duì)金屆起電化學(xué)腐蝕的作用，更加加速了金屆剝蝕的破壞速度。 上述這 種液體汽化、凝結(jié)、沖擊，形成高壓、高溫、高頻沖擊載荷，造成金屆材料的機(jī) 械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱為氣蝕。（說明：Pv為液體輸送溫度下0靜壓頭飽和蒸汽壓頭絕對(duì)壓力為零泵排出口，葉輪出口壓力最低部分 葉輪入口一泵吸入口的飽和蒸汽壓力）圖（4）離心泵內(nèi)的壓力變化（2）氣蝕的危害：1）氣蝕使過流部件被剝蝕破壞2）氣蝕使泵的性能下降3）氣蝕使泵產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)4）氣蝕是水力機(jī)

11、械高速發(fā)展的障礙8. 氣蝕余量（1）有效氣蝕余量NPSHaNPSHa指吸入液面上的壓力水頭在克服吸水管路裝置中的流動(dòng)損失并把水提高到的高度后，所剩余的超過汽化壓頭的能量。富余量NPSH越大，泵越不會(huì) 發(fā)生氣蝕。說明：1）壓力水頭、幾何安裝高度、液體溫度不變時(shí)，流量f , NPSHa,貝U氣 蝕可能性to2）在非飽和容器內(nèi)，泵輸送的液體溫度f ,汽化壓力f , NPSHa,則氣蝕可能 性f。（2）泵必需的氣蝕余量NPSHr指自泵吸入口截面S-S到泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)的總壓降。影響NPSH的因素：泵 吸入室，葉輪進(jìn)口處的幾何形狀，流速大小。NPSH越小，泵的防氣蝕性能越好。 NPSHiffi常由泵制造廠通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出。（3）臨界氣蝕余量NPSHc（4）允許氣蝕余量NPSH說明：1） NPSHaNPSHiM,泵不發(fā)生氣蝕。2 ） NPSHa =NPSHrf,泵開