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水泵的參數、性能以及相互間的關系
作者:admin??更新時間:2015-07-23
(一)水泵的參數及性能

   (1)水泵的主要參數

   水泵參數是指泵工作性能的主要技術數據,包括流量、揚程、轉速、效率和比轉數等。

    1、流量(Q)

    泵的流量是指單位時間內所排出的液體的數量。通常泵的流量用體積計算,以Q表示,單位為米3/時(m3/h)、米3/秒(m3/s)、升/秒(1/s),也可用重量計,以G表示,單位為噸/時(t/h)、噸/秒(t/s)、千克/秒(kg/s)。

    G與Q的關系:

    G=r×Q r-液體重度(千克/米3)

    因水的重量近似1000千克/米3,故

    1升/秒=3.6米3/時=3.6噸/時

    2、揚程(H)

    泵的揚程是指單位重量的液體通過泵所增加的能量。以H表示,實質上就是水泵能夠揚水的高度,又叫總揚程或全揚程。單位為米液柱高度,習慣上省去“液柱”,以米(m)表示。

    泵的總揚程由吸水揚程與出水揚程兩部分組成,因此

                            總揚程=吸水揚程=出水揚程

    但由于水流經過管路時受到各種阻力而減少了泵的吸水揚程和出水揚程,因此

                        吸水揚程=實際吸水揚程+吸水損失揚程

                        出水揚程=實際出水揚程+出水損失揚程

                        損失揚程=吸水損失揚程+出水損失揚程

                        總揚程=實際揚程+損失揚程

    由于水泵銘牌上標明的揚程是上述水泵的總揚程,因此不能誤認為銘牌上的揚程是實際揚程數值,水泵的實際揚程都比水泵銘牌上的揚程數值小。因此在確定水泵揚程時,這一點要特別注意。否則,如果只按實際揚程來確定水泵的揚程,訂購來的水泵揚程就低了,那可能會降低水泵的效率,甚至打不上水來。損失揚程與管路上的水管和附件種類(低閥、閘閥、逆止閥、直管、彎管)、數量、水管內徑、管長、水管內壁粗糙程度以及水泵流量等都有密切關系,這一點在管路設計和選配水管和附件時也應注意。

    3、允許吸上真空高度(Hs)

    允許吸上真空高度是指真空表讀數吸水揚程,也就是泵的吸水揚程(簡稱泵的吸程),包括實際吸水揚程與吸水損失揚程之和。以Hs表示,單位為米(m)。

    允許吸上真空高度是安裝水泵高度的重要參數,安裝水泵時,應使水泵的吸水揚程小于允許吸上真空高度值,否則安裝過高,就吸不上水或生產氣蝕現象。如生產氣蝕,不僅水泵性能變壞,而且也可能使葉輪損壞。

    4、轉速(n)

    轉速是指泵葉輪每分鐘的轉數,以n表示,單位為轉/分(r/min)。每臺泵都有一定的轉速,不能隨意提高或降低,這個固定的轉素稱為額定轉速,水泵銘牌上標定的轉速即為額定轉速。如泵運轉超過額定轉速,不但會引起動力機超載或轉不動,而且泵的零部件也容易損壞;轉速降低,泵的效率就會降低,影響水泵的正常工作。

    5、比轉數(ns)

    在前述水泵型號中,有些型號的組成部分有比轉數這個參數。比轉數與轉速是兩個概念,水泵的比轉數,簡稱比速,常用符號為ns。水泵的比轉數是指一個假想的所謂標準水泵葉輪的轉數,這個假想的水泵與真實水泵的葉輪各部分都幾何相似,而在消耗功率為0.735千瓦、揚程為1米、流量為0.075立方米/秒時所具有的轉數。葉輪形狀相同或相似的水泵比轉數相同,葉輪形狀不相同或不相似的水泵比轉數不相同。如軸流泵比轉數比混流泵大,混流泵比轉數也是反映水泵特性的綜合性指標。此外,要注意比轉數大的水泵,其轉速不一定高;比轉數小的,轉速不一定低。大流量、低揚程的水泵,比轉數大,反之則小。一般比轉數較低的離心泵,其流量小、揚程高;而比轉數較高的軸流泵,其流量大、揚程低。

    6、功率

    功率是指機組在單位時間內作功的大小。水泵功率可分為有效功率、軸功率和配套功率三種。

    (1)有效功率 它是除掉水泵內部分損失功率后,純用于揚水所消耗的功率,因此又稱為凈功率、輸出功率或水馬力。常用符號為N效,單位為千瓦(或馬力)。有效功率值可用水泵的流量和揚程計算得出:

                                    流量(千克/秒)×總揚程(米)

                有效功率率(千瓦)=————————————————

                                              102

    (2)軸功率 它是動力機傳給水泵軸上的功率,因此稱為軸功率或輸入功率。常用符號為N軸。它是水泵有效功率與水泵損失功率之和。水泵的損失功率主要包括泵體內軸承的摩擦、水泵軸與填料的摩擦、水與葉輪、泵殼間的摩擦,以及泵內高壓水的回漏等所消耗的功率。

    (3)配套功率 它是指水泵應選配的動力機的功率,因此又稱用功率。常用符號為N配,它比軸功率大。這是因為動力機把動力傳遞給水泵的過程中,有傳動損失;同時還要考慮水泵工作時,流量及揚程有波動而可能出現動力機超載,因此動力機需有比水泵軸功率大的功率儲備。配套功率可按下式求得:

                           動力安全系數×(千克/秒)×揚程(米)

         配套功率(千瓦)=—————————————————————

                                102×水泵效率×傳動效率

    動力安全系數(或稱備用系數)可根據水泵軸功率大小確定,軸功率小時取大值。

    傳動交率要根據傳動類型和傳動方式確定。采用聯軸器直接傳動時,取0.99。采用皮帶傳動時,開口式傳動取0.98,交叉傳動取0.9,半交叉傳動取0.92~0.94;三角帶傳動取0.96。

    7、效率(n)

    效率是指有效功率與軸功率的比值,因此它是反映泵對動力所給予的功率利用程度的技術經濟指標。常用符號為n,其大小用百分數表示??捎孟率獎澩錚?br />
                               有效效率

                     水泵效率=——————×100%

                                 軸功率

    由于有效功率小于軸功率,因此水泵效率永遠小于1。但水泵效率值越大說明有效功率越大,泵內損失功率越小。我們選擇水泵時,應盡量選擇效率高的水泵。銘牌上的效率是指水泵可能達到的最高效率,一般農用水泵的最高效率為60%~80%,有些大型水泵超過了80%。

    (二)水泵性能參數之間關系

    水泵的參數較多,但它們都不是孤立存在而是相互關聯相互影響的。掌握它們之間的關系,對正確選購和使用水泵具有一定的指導意義。

    1、水泵轉速一定時,流量與揚程、功率、效率的關系,即其揚程、功率和效率均隨流量變化而按一定規律變化。

    以離心泵和軸流泵為例,它們的變化規律是不相同的。這兩種泵的揚程雖然都隨流量的增大而降低,隨流量的減少而增高,但軸流泵變化更為顯著。而且當流量為零時(相當于出水管閘閥關閉),它的揚程比正常值升高很多。而離心泵揚程升高并不顯著。

    兩種水泵的功率與流量間的關系,其變化規律是相反的。離心泵的功率隨流量的減小而降低(或者說隨揚程的增大而降低),當離心泵的流量為零時,功率為最小。因此離心泵在起動和停車前應關閉閘閥,以降低起動功率和穩定停車。而軸流泵則相反,其功率是隨流量的減小而增高,流量為零時功率最大。因此不能關閉閘閥起動,正是這個原因,所以軸流泵的出水管上并不安裝閘閥。

    兩種水泵的效率與流量間的關系,其變化規律也不相同。離心泵的效率在流量變化時,其變化較小,也就是說,流量在較大的范圍內改變時,仍能保持較高的效率。由于離心泵高效率范圍較寬,因此水泵在運行中可以調節流量的揚程。但軸流泵則相反,流量稍有改變,效率變化較大。因此水泵在運行中不宜調節流量和揚程。

    2、水泵轉速改變時,流量與揚程、功率、效率的關系。

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