离心泵的q_H性能曲线理论分析及程序设计
离心泵的性能参数与特性曲线
离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。
离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。
它们之间的关系常用特性曲线来表示。
特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。
（一）离心泵的性能参数1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。
离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。
2、压头（扬程)离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。
压头的影响因素在前节已作过介绍。
3、效率离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。
反映能量损失大小的参数称为效率。
离心泵的能量损失包括以下三项，即(1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。
闭式叶轮的容积效率值在0.85～0.95。
(2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。
这种损失可用水力效率ηh来反映。
额定流量下，液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致，这时损失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范围。
(3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。
机械损失可用机械效率ηm来反映，其值在0.96～0.99之间。
离心泵的总效率由上述三部分构成，即η=ηvηhηm（2-14）离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。
通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。
4、轴功率N由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。
离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量，则有Ne = HgQρ（2-15）式中Ne------离心泵的有效功率，W；Q--------离心泵的实际流量，m3/s；H--------离心泵的有效压头，m。
离心泵特性曲线实验报告
离心泵特性曲线实验报告一、目的：掌握离心泵特性曲线（H —Q 曲线，N —Q 曲线，η—Q 曲线）的测定方法。
二、设备简图：三、原理：1．流量测定：流量采用体积法，用电子流量计进行测量。
2．扬程：扬程采用离心泵出口压力表及进口真空表进行测量。
gP g P Z H VM ρρ++∆= 式中：H ——离心泵扬程m ；Z ∆——离心泵出口压力表中心到进口真空表测点之间的高差m ； V M P P +——离心泵出口压力表与真空压力表读值（MPa ）。
3．功率：功率采用马达天平法进行测量。
将电机转子固定于轴承上，使电机定子可自由转动，当定子线圈通入电流时，定子与转子之间便产生一个感应力矩M ，该力矩使定子和转子按不同方向各自旋转。
若在定子上安装一套测力矩装置，使之对定子作用一反向力矩M ，当定子不动时，二力矩相等。
因此，只要测读测力表读数及力臂的长度，便可求出感应力矩M ，该力矩与转子旋转角度的乘积即为电机的输出功率。
转子旋转的角速度ω可通过测速表测量求得。
ωM N = FL M = 602nπω= 式中： N ——电机的输出功率w ；M ——电机与转子之间的感应力矩Nm ； ω——转子的旋转角速度l/S ； F ——力传感器读数； L ——力臂的长度m ； n ——电机的转速。
4．效率：效率等于离心泵的有效功率与电机的输出功率或轴功率之比，即： %100⨯=NgQHρη式中： η——离心泵的效率； ρ——水的密度 1000kg/m 3。
四、实验步骤及注意事项：1、实验前检查试验台的准备状况，确保水泵及电机连接螺栓紧固。
用手转动水泵联轴器，确认转动正常。
2、关闭水泵压水管阀门，打开入水管阀门及计量水箱的放水阀门。
3、启动水泵，将压水管阀门开到最大，为便于测量扬程，调节吸水管阀门至真空表读值为0.03MPa ，在以后的实验过程中，吸水管阀门开度固定不动。
4、逐次关小阀门，同时实测P M 、P V 、Q 、F 、n 各值并记录。
离心泵3-离心泵的性能曲线
2.流量损失：
3.机械损失：
1. 流动损失
⑴ 摩阻损失hf
吸入室 叶轮流道 蜗壳 扩压器等 转弯、突然收缩或扩大等
摩擦阻力损失
+
h f ck1Q
2
局部阻力损失
达西公式： 由：λ=const
l c2 hf d 2
泵内流速高，处于阻力平方区。 主要区域：边界层内部的有旋流动。
靠近壁面的流动
H H-q q
3. 机械损失
⑴ 圆盘摩擦损失
最大
⑵ 密封件与泵轴之间的摩擦损失 ⑶ 轴与轴承之间的摩擦损失
u2 3 5e N df k df gD ( ) (1 ) 100 D2
2 2
二、泵的各种功率和效率
HT∞→HT→H 1. 水力功率和水力效率
单位时间内泵叶轮给出的总能量。
QT→Q
离心泵的基本特性曲线：三条，即H—Q、N—Q 和η—Q曲线。
离心泵的全性能曲线 ：四条，即H—Q、N—Q、 η—Q和[△h]—Q曲线。
①. H—Q特性
泵的选用与操作的依据 。
陡降：Q流量变化小而H变化大； 平坦：Q流量变化大而H变化小； 驼峰：驼峰点T点左边工作不 稳定。 图1-31 三种H-Q特性比较
N、Ne、η
Ne
QH
1000
Ne η 100% N
N h QT HT
N e QH
QT Q q
H T H h f hs
H T H h f hs
水力效率：衡量流动 损失的大小。
H h HT h HT h u2c2u
（1-17）
ck2—与冲击损失系数及过流
面积有关的系数。
图1-20 流动损失曲线
离心泵的性能曲线
B 当 ≈ 0.02 ， df 值 小 时 K 最 D 2 HT µu2c2u∞ ＝
增 高 级 程 于 高2 用 n提 单 扬 优 提 D 械 失 近 视 常 机 损 可 似 为数
二
离心泵的各种功率和效率
N 效 率 Ne = 有 功
述 轴 率 前 功
ρQ H
1000
kw
1
水力功率和水力效率 水力功率： 水力功率：单位时间里泵叶轮给出的能量
l c2 hf = λ d 2 λ是 Re和 道 对 糙 有 的 数 与 流 相 粗 度 关系 阻 系 ） （ 力 数 内 为 常 ， c Q 正 ， 泵 λ认 一 数 与2即 2成 比 R均 阻 平 区 在 力 方 ， e hf = CK1Q2 CK1与 道 面 糙 及 流 积 关 流 表 粗 度 过面 有 ， 二 抛 线 是 次 物
（3）η--Q特性 --Q
检查泵的经济性，在何种情况下工作效率高、节能。 检查泵的经济性，在何种情况下工作效率高、节能。 工程上把最高点叫额定点， 工程上把最高点叫额定点，该点的各参数 Qopt额定流量 Hopt额定扬程 Nopt额定功率 为扩大泵的使用范围，各种泵规定了良好工作区。 为扩大泵的使用范围 ， 各种泵规定了良好工作区 。 最高效率点以下7 范围内诸点， 有给额定点， 最高效率点以下 7 ％ 范围内诸点 ， 有给额定点 ， 有给 良好工作区。 良好工作区。
N－ 曲 同 扬 下 去 恒 速 Q 线 一 程 减 q 转
3、η—Q性能曲线
H Q － 易 到 曲 很 得 η −Q 线 N Q － Ne ρQ H η＝ ＝ 用 立 的、 、 代 求 对 点 Q H N 入 得 N N η曲 是 原 ， 横 标 于 ＝ max的 线 线 过 点 与 坐交 Q Q 曲
离心泵的特性曲线及其应用
离心泵的特性曲线及其应用
离心泵一般都有扬程曲线（ Q-H ）、效率曲线（Q-n ）、功率曲线（Q-Pa ）、汽蚀曲线
（Q-NPSH ）。
不过液下泵没有汽蚀曲线（
Q-NPSH ） 离心泵的特性曲线如下图所示：
泵的运行工况是泵的扬程曲线与装置曲线的交点。
所以说，泵的运行工况不只取决于泵
的扬程曲线，同时也与装置曲线有关。
泵运行工况的调节
1、改变装置曲线来改变泵的运行工况点，如下图所示:
（泵性能曲线图）
■:.團
LJ ；
31 Q?. Q3
（改变装置曲线调节泵的运行工况）
可通过改变装置阻力改变装置曲线的形状。
上图中，假定开始泵在工况点 2运行，当关
小出口阀门时，装置曲线由 2变为1泵的运行工况点相应由工况点
2变为1，泵的流量减 少，扬程增加；当加大出口阀门开度时，装置曲线由
2变为3，泵的运行工况点相应由工况
点2变为3,泵的流量增加、扬程降低。
2、改变扬程曲线来改变泵的运行工况点，如下图所示:
（改变扬程曲线调节泵的运行工况） 不同的泵有不同的扬程曲线，
同一台泵可通过改变叶轮直径、
的扬程曲线。
上图中，假定泵的叶轮直径为
D1时对应泵性能曲线 直径切削至D2和D3时，其性能曲线变为 2、3, 工况点也变为2、3,对应流
量减少，扬程 降低。
当降低泵的转速时，情况类似。
3、同时改变装置曲线和扬程曲线改变泵的运行工况点。
当采用上面一种方法不足以满足使用要求时， 可以同时改变装置曲线和扬程曲线来调节 泵的运行工况点，以到达理想的运行工况点。
改变转速等方法来改变泵 1、运行工况点1；当叶轮。
离心泵的性能参数与特性曲线（精）
离心泵的性能参数与特性曲线（精）离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。
离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。
它们之间的关系常用特性曲线来表示。
特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。
（一）离心泵的性能参数1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。
离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。
2、压头（扬程)离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。
压头的影响因素在前节已作过介绍。
3、效率离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。
反映能量损失大小的参数称为效率。
离心泵的能量损失包括以下三项，即(1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。
闭式叶轮的容积效率值在0.85～0.95。
(2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。
这种损失可用水力效率ηh来反映。
额定流量下，液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致，这时损失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范围。
(3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。
机械损失可用机械效率ηm来反映，其值在0.96～0.99之间。
离心泵的总效率由上述三部分构成，即η=ηvηhηm（2-14）离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。
通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。
4、轴功率N由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。
离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量，则有Ne = HgQρ（2-15）式中Ne------离心泵的有效功率，W；Q--------离心泵的实际流量，m3/s；H--------离心泵的有效压头，m。
离心泵的特性曲线
一、离心泵的特性曲线
在规定条件下由实验测得的 H 、 N 、 η 与 Q 之间的相互关系
曲线为离心泵的特性曲线。
思考： 离心泵启动时出 口阀门应关闭还是 打开，why？ 为什么Q＝0时， N 0？
０2
高效区
最高效率 5％～8％ 区域为泵高效区
设计点
离心泵特性曲线分析：
(1）H-Q曲线 离心泵的扬程H随流量Q的增大而下降。不同型号的离心泵，其H-Q曲线的形状 也有所不同。 （2）N-Q曲线 离心泵的功率N随流量Q的增大而增大，由图可知，当流量Q为零时，轴功率N 为最小。 注意：离心泵启动时，应先关闭泵的出口阀，使电机的启动电流减小至最小，待 电机达到规定转速时，再开启出口阀调节到所需流量。 （3）η-Q曲线 由图可见，开始时η随Q增加而上升，并达到一个最大值，之后η随Q的增大反而 下降 le 2 hf Q 2 5 d 2g d g
A
工作点
10
Q
例2-3
如图2-10所示管路系统，离心泵将密度为 1200kg/m3的液体由敞口贮槽送至高位槽，高位 槽内液面上方的表压强为120kpa,两槽液面恒定， 其间垂直距离为10m,管路中液体为高度湍流。已 知Q=38.7L/s时He=50m,求管路的特性方程。
例2-4
在例2-3的管路上，选用另一台离心泵，泵的特性 曲线可用H=27.0-15Q2表示，式中，Q的单位为 m3/min。求此时离心泵在管路中的工作点。
（2）离心泵的流量调节 ——调节阀门（改变曲线中的B） 改变管路特性曲线 两种方法 改变泵的特性曲线 ——改变n、切割叶轮 离心泵的串、并联
教材：化工原理 授课班级：石化1334 授课教师：阿依加玛丽 授课时间：2014.11.07
离心泵的曲线
离心泵的曲线
离心泵的曲线是用来描述离心泵性能的一种图形表示。
它展示了离心泵在不同工况下的流量、扬程和效率之间的关系。
通常，离心泵的曲线包括以下几个主要参数：
1. 流量-Q：表示单位时间内通过泵的液体体积。
通常以立方米每小时（m³/h）或升每秒（L/s）来表示。
2. 扬程-H：表示泵能够提供的压力。
通常以米（m）为单位。
3. 效率-η：表示泵转化输入功率为输出功率的能力。
通常以百分比形式表示。
离心泵的曲线通常由以下几条线组成：
1. H-Q曲线（等速曲线）：在恒定转速下，流量与扬程之间的关系曲线。
当流量增大时，扬程会逐渐降低。
2. η-Q曲线（效率曲线）：在恒定转速下，效率与流量之间的关系曲线。
通常在设计流量附近效率较高，而在低流量和高流量处效率较低。
3. NPSHr曲线（净正吸入头曲线）：表示给定流量下泵要求的最低净正吸入头。
当净正吸入头低于该值时，泵可能会产生气穴或性能下降。
4. NPSHa曲线（净正吸入头可利用余量曲线）：表示给定流量下实际系统提供的净正吸入头与NPSHr之间的差值。
当可利用余量大于零时，系统运行正常。
不同型号和尺寸的离心泵有不同的曲线特征，根据具体工程要求选择合适的泵型和工作点是非常重要的。