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1、第二章流体输送机械第二次课第1页，本讲稿共27页04812 16 20 24 28 320204060 80100 12010121416182022242602468010203040506070804B20n=2900r/minNH,l/sm3/s离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线第2页，本讲稿共27页 变化趋势变化趋势：离心泵的扬程在较大流量范围内是：离心泵的扬程在较大流量范围内是随流随流量增大而减小量增大而减小的。不同型号的离心泵，的。不同型号的离心泵，q qV V曲线的曲线的形状有所不同。形状有所不同。1、qv曲线（扬程曲线（扬程曲线（扬程曲线（扬程-流量流量流量流量曲线）曲线）曲线）
2、曲线）第3页，本讲稿共27页 变变化化趋趋势势：随随q qv v的的增增大大而而增增大大。显显然然，当当q qv v=0=0时时，泵泵轴轴消消耗耗的的功功率率最最小小。启启动动离离心心泵泵时时，为为了了减减小小启启动动功功率率，应应将将出口阀关闭出口阀关闭。2、q qv曲线（轴功率曲线（轴功率-流量曲线）流量曲线）第4页，本讲稿共27页 -Q -Q曲线上，效率随曲线上，效率随流流量增大先提高后下降量增大先提高后下降。泵在。泵在某一点下操作，其效率最高，某一点下操作，其效率最高，故该点为故该点为离心泵的设计点，离心泵的设计点，也称为最为也称为最为经济点经济点。3、qv曲线（效率曲线（效率-流量曲
3、线）流量曲线）第5页，本讲稿共27页泵在最高效率点条件下操作最为经济合理，但实际上泵往泵在最高效率点条件下操作最为经济合理，但实际上泵往往不可能正好在该条件下运转，一般只能规定一个工作范往不可能正好在该条件下运转，一般只能规定一个工作范围，称为围，称为泵的高效率区泵的高效率区。高效率区的效率应不低于最高效。高效率区的效率应不低于最高效率的率的92%92%左右。左右。注注：泵在铭牌上所标明的都是最高效率点下的流量，压头泵在铭牌上所标明的都是最高效率点下的流量，压头和功率。离心泵产品目录和说明书上还常常注明最高效率区和功率。离心泵产品目录和说明书上还常常注明最高效率区的流量、压头和功率的范围等。的
4、流量、压头和功率的范围等。泵的高效率区泵的高效率区第6页，本讲稿共27页 上式称为上式称为比例定律比例定律，当转速变化小于，当转速变化小于20%20%时，可认为效率不变，用时，可认为效率不变，用上式进行计算误差不大。上式进行计算误差不大。当转速由当转速由n n1 1 改变为改变为n n2 2 时，其流量、压头及功率的近似关系为：时，其流量、压头及功率的近似关系为：4、影响离心泵性能的因素和性能换算影响离心泵性能的因素和性能换算影响离心泵性能的因素和性能换算影响离心泵性能的因素和性能换算(1)(1)、离心泵的转速对特性曲线的影响、离心泵的转速对特性曲线的影响第7页，本讲稿共27页上式称为上式称为
5、切割定律切割定律。当当叶叶轮轮直直径径变变化化不不大大，转转速速不不变变时时，叶叶轮轮直直径径、流流量量、压压头头及功率之间的近似关系为：及功率之间的近似关系为：(2)(2)、叶轮直径对特性曲线的影响、叶轮直径对特性曲线的影响第8页，本讲稿共27页泵生产部门所提供的特性曲线是用清水作实验求得的。当所输送的液体性泵生产部门所提供的特性曲线是用清水作实验求得的。当所输送的液体性质与水相差较大时，要考虑粘度及密度对特性曲线的影响。质与水相差较大时，要考虑粘度及密度对特性曲线的影响。(3)(3)、物理性质对特性曲线的影响、物理性质对特性曲线的影响第9页，本讲稿共27页所输送的液体粘度愈大，泵体内能量损
6、失愈多。泵的扬程、流量减所输送的液体粘度愈大，泵体内能量损失愈多。泵的扬程、流量减小，效率下降，而轴功率则增大。小，效率下降，而轴功率则增大。3.1 3.1 3.1 3.1 粘度的影响粘度的影响粘度的影响粘度的影响3.2 3.2 3.2 3.2 密度的影响密度的影响密度的影响密度的影响密度仅对轴功率有影响。密度仅对轴功率有影响。第10页，本讲稿共27页Hgpa1100p1pa,p1 有一定真空度，真空有一定真空度，真空度越高，吸力越大度越高，吸力越大,Hg 越大。越大。当当p1 小于一定值后小于一定值后(p1pv,pv 为为环境温度下液体的饱和蒸汽压环境温度下液体的饱和蒸汽压)，将发生将发生气
7、蚀现象气蚀现象。1 1、气蚀现象、气蚀现象五、五、离心泵的安装高度和气蚀现象离心泵的安装高度和气蚀现象“气缚气缚”现象现象第11页，本讲稿共27页（1 1 1 1）离心泵的安装高度离心泵的安装高度离心泵的安装高度离心泵的安装高度为避免发生气蚀现象，应限制为避免发生气蚀现象，应限制p p1 1不能太低，或不能太低，或H Hg g不能太大，即泵的安装高度不能太高。不能太大，即泵的安装高度不能太高。2 2、安装高度、安装高度第12页，本讲稿共27页（2 2）离心泵的允许安装高度）离心泵的允许安装高度第13页，本讲稿共27页允许吸上真空高度允许吸上真空高度H Hs s若泵入口处所允许的最低压强以真空度
8、表示，且以液柱计量，即若泵入口处所允许的最低压强以真空度表示，且以液柱计量，即为为允许吸上真空高度允许吸上真空高度，有：，有：H Hs s与泵的结构、液体的物化特性等因素有关。与泵的结构、液体的物化特性等因素有关。一般，一般，H Hs s557 mH7 mH2 2O O。式中式中 p pa a大气压，大气压，N/mN/m2 2 被输送液体密度，被输送液体密度，kg/mkg/m3 3第14页，本讲稿共27页Hgp01100如何用允许吸上真空高度确定泵的安装高度？如何用允许吸上真空高度确定泵的安装高度？第15页，本讲稿共27页H Hg g 泵的允许安装高度；泵的允许安装高度；u u2 2/2g/2
9、g 进口管动能；进口管动能；H Hf f 进口管阻力进口管阻力;H Hs s 允许吸上真空高度，由泵的生产厂家给出。允许吸上真空高度，由泵的生产厂家给出。取截面取截面0-00-0，1-11-1，并以截面，并以截面0-00-0为基准面，在两截面间柏努利方程，为基准面，在两截面间柏努利方程，可得可得若贮槽为敞口，则若贮槽为敞口，则p p0 0为大气压为大气压p pa a，则有，则有第16页，本讲稿共27页 泵制造厂只能给出泵制造厂只能给出H Hs s值，而不能直接给出值，而不能直接给出H Hg g值。因为每台泵使用值。因为每台泵使用条件不同，吸入管路的布置情况也各异，有不同的条件不同，吸入管路的布
10、置情况也各异，有不同的u u2 2/2g/2g 和和H Hf f 值，值，所以，只能由使用单位根据吸入管路具体的布置情况，由计算确定所以，只能由使用单位根据吸入管路具体的布置情况，由计算确定H Hg g。问题问题：泵制造厂能直接给出泵的安装高度吗？泵制造厂能直接给出泵的安装高度吗？第17页，本讲稿共27页式中式中 Hs 操作条件下输送水时允许吸上真空高度，操作条件下输送水时允许吸上真空高度，mH2O；Hs 泵样本中给出的允许吸上真空高度，泵样本中给出的允许吸上真空高度，mH2O；Ha 泵工作处的大气压，泵工作处的大气压，mH2O；pv泵工作温度下水的饱和蒸汽压，泵工作温度下水的饱和蒸汽压，Pa
11、；0.24 样本中标定条件下水的饱和蒸汽压，样本中标定条件下水的饱和蒸汽压，mH2O。原因原因：在泵的说明书中给出的：在泵的说明书中给出的Hs是大气压为是大气压为10.33mH2O，水温为，水温为20状态下的数值。如果泵的使用条件与该状态不同时，则应把样本上状态下的数值。如果泵的使用条件与该状态不同时，则应把样本上所给出的所给出的Hs值，按下式换算成操作条件下的值，按下式换算成操作条件下的Hs值。值。泵允许吸上真空高度的换算泵允许吸上真空高度的换算第18页，本讲稿共27页泵安装地点的海拔越高，大气压力越低，允许吸上真空高度就越小。泵安装地点的海拔越高，大气压力越低，允许吸上真空高度就越小。海拔
12、高度海拔高度，液体温度，液体温度Hg输送液体的温度越高，所对应的饱和蒸汽压就越高，这时，泵的输送液体的温度越高，所对应的饱和蒸汽压就越高，这时，泵的允许吸上真空高度也就越小。允许吸上真空高度也就越小。第19页，本讲稿共27页 汽汽蚀蚀余余量量是是指指离离心心泵泵入入口口处处，液液体体的的静静压压头头p p1 1/g/g 与与动动压压头头u u1 12 2/2g/2g之和超过液体在操作温度下的饱和蒸汽压头之和超过液体在操作温度下的饱和蒸汽压头p pv v/g/g的某一差值，即的某一差值，即汽蚀余量汽蚀余量式中式中 NPSHNPSH 汽蚀余量，汽蚀余量，m m；p pv v 操作温度下液体饱和蒸汽
13、压，操作温度下液体饱和蒸汽压，N/mN/m2 2。第20页，本讲稿共27页 为为避避免免发发生生汽汽蚀蚀，离离心心泵泵入入口口的的压压强强不不能能低低于于一一最最小小值值p p1 1允允，此此时时对应的汽蚀余量即为允许汽蚀余量：对应的汽蚀余量即为允许汽蚀余量：允许汽蚀余量允许汽蚀余量泵在操作时，实际的汽蚀余量应大于允许汽蚀余量。泵在操作时，实际的汽蚀余量应大于允许汽蚀余量。第21页，本讲稿共27页 将上述方程合并可导出允许汽蚀余量将上述方程合并可导出允许汽蚀余量NPSHNPSH允允与允许安装高度与允许安装高度H Hg g之间关系为之间关系为p p0 0为液面上方的压力，若为敞口液面则为液面上方
14、的压力，若为敞口液面则p p0 0=p=pa a。如何利用气蚀余量确定泵的安装高度？如何利用气蚀余量确定泵的安装高度？只要已知只要已知允许吸上真空高度允许吸上真空高度H Hs s与允许与允许汽蚀余量汽蚀余量中的任一个参数，均可中的任一个参数，均可确定确定泵的安装高度泵的安装高度。第22页，本讲稿共27页例例 某某台台离离心心泵泵从从样样本本上上查查得得允允许许吸吸上上真真空空高高度度H Hs s=6m=6m，现现将将该该泵泵安安装装在在海海拔拔高高度度为为500m500m处处，若若夏夏季季平平均均水水温温为为4040。问问修修正正后后的的H Hs s应应为为多多少少？若若吸吸入入管管路路的的压
15、压头头损损失失为为1mH1mH2 2O O，泵泵入入口口处处动动压压头头为为0.2mH0.2mH2 2O O。问该泵安装在离水面问该泵安装在离水面5m5m高度处是否合适？高度处是否合适？已知水温为已知水温为4040时，时，p pv v=7.36kPa=7.36kPa；查表得；查表得H Ha a=9.74m=9.74m。第23页，本讲稿共27页解解:换算成操作条件下的换算成操作条件下的HsHs值：值：第24页，本讲稿共27页泵的允许安装高度为泵的允许安装高度为:H=Hs u12/2g Hf =4.90.21=3.7m5m故泵安装在离水面故泵安装在离水面5m5m高度处不合适。高度处不合适。第25页，本讲稿共27页v 采取较大的吸入管径、缩短吸入管长、减少拐弯、减去不采取较大的吸入管径、缩短吸入管长、减少拐弯、减去不必要的管件阀门，可提高安装高度。必要的管件阀门，可提高安装高度。关于关于泵的泵的允许安装高度几点说明允许安装高度几点说明第26页，本讲稿共27页v当输送液体的温度较高或其沸点较低时，允许的安装高度将降低。当输送液体的温度较高或其沸点较低时，允许的安装高度将降低。v安全起见，实际安装高度比允许值安全起见，实际安装高度比允许值小小0 0.5-15-1m m。第27页，本讲稿共27页