上图为目前生产的“14SA-10型离心泵”的特性曲线。该曲线是在转速(n)为 1450r/min 情况下,通过离心泵性能试验和气蚀试验来绘制的。
图中包含有 Q-H、Q-N、Q-η、Q-Hₛ 等4条曲线。它们的特点可归纳如下:
(1)、每一个流量(Q)都相应于一定的扬程(H)、轴功率(N)、效率(η)和允许吸上真空高度(Hₛ)。扬程是随流量的增大而下降。这一点与上述 Q-H 曲线的理论分析结果是相吻合的。它将有利于泵站中电动机的选择和与管网联合工作中工况的自动调节。
(2)、Q-H 曲线是一条不规则的曲线。相应于效率最高值的(Q₀ ,H₀ )点的各参数,即为泵铭牌上所列出的各数据(14SA-10型离心泵的特性曲线图中的A点所示)。它将是该泵最经济工作的一个点。在该点左右的一定范围内(一般不低于最高效率点的10%左右)都是属于效率较高的区段,在泵样中,用两条波形线“ξ”标出,称为泵的高效段。在选泵时,应使泵站设计所要求的流量和扬程能落在高效段的范围内。
(3)、由“14SA-10型离心泵的特性曲线”图可见,在流量 Q=0 时,相应的轴功率并不等于零,而为 N=100kW。此功率主要消耗在泵的机械损失上。其结果将使泵壳内水的温度上升,泵壳、轴承会发热,严重时可能导致泵壳的热力变形。因此,在实际运行中,泵在 Q=0 的情况下,只允许做短时间的运行。
泵正常启动时,Q=0 的情况,相当于闸阀全闭,此时泵的轴功率仅为设计轴功率的30%~40%左右,而扬程值又是最大,完全符合了电动机轻载启动的要求。因此,在给排水泵站中,凡是使用离心泵的,通常采用“闭闸启动”的方式。所谓“闭闸启动”就是:泵启动前,压水管上闸阀是全闭的,待电动机运转正常后,压力表读数达到预定数值时,再逐步打开闸阀,使泵作正常运行。
(4)、在 Q-N 曲线上各点的纵坐标,表示泵在各不同流量 Q 时的轴功率值。在选择与泵配套的电动机的输出功率时必须根据泵的工作情况选择比泵轴功率稍大的功率,以免在实际运行中,出现小机拖大泵而使电动机过载、甚至烧毁等事故。但亦应避免选配过大功率的电动机,造成机大泵小使电动机容量不能得到充分的利用,从而降低了电动机的效率和功率因数 cosφ。电动机的配套功率(Nₚ)可按下式计算:
Nₚ = k · N/η'' (式43)
式中
k —— 考虑可能超载的安全系数,可参考下表“根据运行中的泵轴功率而定的k值”;
η'' —— 传动效率。考虑电动机的功率传给泵时,在传动过程中也将损失部分功率;传动方式不同,功率损失值也不同;
N —— 泵装置在运行中可能达到的最大的轴功率。
一般采用挠性联轴器传动时:η''>95%,采用皮带传动时:η''>90%~95%。
另外,泵样本中所给出的 Q-N 曲线,指的是水或者是某种特定液体时的轴功率与流量之间的关系,如果,所提升的液体密度(ρ)不同时,则样本中的 Q-N 曲线就不能适用,此时,泵的轴功率要按 式 N=Nᵤ/η=ρgQH/1000η(kW) 进行计算。
(5)、在 Q-Hₛ 曲线上各点的坐标,表示泵在相应流量下工作时,泵所允许的最大限度的吸上真空高度值。它并不表示泵在某(Q,H)点工作时的实际吸水真空值。泵的实际吸水真空值必须小于 Q-Hₛ 曲线上的相应值,否则,泵将会产生气蚀现象。
(6)、泵所输送液体的黏度愈大,泵体内部的能量损失愈大,泵的扬程(H)和流量(Q)都要减小,效率要下降,而轴功率却增大,也即泵特性曲线将发生改变。故在输送黏度大的液体(如石油、化工黏液等)时,泵的特性曲线要经过专门的换算后才能使用,不能直接套用清水时的特性曲线。
综上所述,从能量传递角度来看,对于泵特性曲线中任意一点 A 的各项纵坐标值,如图“14SA-10型离心泵的特性曲线”所示,可作如下的归纳:
扬程(Hₐ)表示:当泵的流量为 Qₐ 时,每 1kg 水通过泵后其能量的增值为 Hₐ 。或者说,当泵的流量为 Qₐ 时,泵能够供给每 1kg 水的能量值为 Hₐ 。
功率(Nₐ)表示:当泵流量为 Qₐ 时,泵轴上所消耗之功率(kW)。近代叶片泵一般都采用电动机直接驱动,电动机的效率 η' 可用下式求得:
η' = N/Nᵢ (式44)
式中
Nᵢ —— 电网给电动机输入的功率(kW)。
效率(ηₐ)表示:当泵的流量为 Qₐ 时,泵的有效功率占其轴功率的百分数(%)。
点此回到目录:YILO 泵与泵站 技术专栏 - 目录
本专栏文章来自:中国建筑工业出版社-许仕荣《泵与泵站.第六版》;大连理工大学出版社-徐士鸣《泵与风机-原理及应用》;王圃、龙腾锐《给水泵站的水泵优选与节能改造》;金维、姜乃昌《停泵水锤及其防护》等文献。本站旨在泵与泵站技术的学习分享,非商业用途。我们致力于保护作者版权,如涉及侵权,敬请联系我们后台删除。
上一篇
离心泵泵体振动