影響離心泵性能的因素分析和性能換算

影響離心泵性能的因素分析和性能換算

影響離心泵性能的因素分析和性能換算影響離心泵的性能的因素很多，其中包括液體性質(zhì)（密度ρ和粘度μ等）、泵的結(jié)構(gòu)尺寸（如D2和β2）、泵的轉(zhuǎn)速n等。當(dāng)這些參數(shù)任一個(gè)發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)改變泵的性能，此時(shí)需要對(duì)泵的生產(chǎn)廠家提供的性能參數(shù)或特性曲線進(jìn)行換算。
1．液體物性的影響 (liquid properties of matter affect)
（1）密度(density)的影響
離心泵的流量、壓頭均與液體密度無(wú)關(guān)，效率也不隨液體密度而改變，因而當(dāng)被輸送液體密度發(fā)生變化時(shí)，H-Q與η-Q曲線基本不變，但泵的軸功率與液體密度成正比。此時(shí)，N-Q曲線不再適用，N需要用式2-16重新計(jì)算。
（2）粘度(Viscosity)的影響
當(dāng)被輸送液體的粘度大于常溫水的粘度時(shí)，泵內(nèi)液體的能量損失增大，導(dǎo)致泵的流量、壓頭減小，效率下降，但軸功率增加，泵的特性曲線均發(fā)生變化。當(dāng)液體運(yùn)動(dòng)粘度γ大于20cSt（厘沲）時(shí)，離心泵的性能需按下式進(jìn)行修正，即
（2-17）
式中
cQ、cH、cη——分別為離心泵的流量、壓頭和效率的校正系數(shù)，其值從圖2-13、2-14查得；
Q、H、η——分別為離心泵輸送清水時(shí)的流量，壓頭和效率；
Q’、H’、η’——分別為離心泵輸送高粘度液體時(shí)的流量，壓頭和效率。
粘度系數(shù)換算圖是在單級(jí)離心泵上進(jìn)行多次試驗(yàn)的平均值繪制出來(lái)的，用于多級(jí)離心泵時(shí)，應(yīng)采用每一級(jí)的壓頭。兩圖均適用于牛頓型流體，且只能在刻度范圍內(nèi)使用，不得外推。圖2-13中的QS表示輸送清水時(shí)的額定流量，單位為m3/min。粘度系數(shù)換算圖的使用方法見(jiàn)例2-3。
大流量離心泵的粘度換算系數(shù)
小流量離心泵的粘度換算系數(shù)

2．離心泵轉(zhuǎn)速的影響 (affect of rotate speed)
由離心泵的基本方程式可知，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時(shí)，泵的流量、壓頭隨之發(fā)生變化，并引起泵的效率和功率的相應(yīng)改變。當(dāng)液體的粘度不大，效率變化不明顯，不同轉(zhuǎn)速下泵的流量、壓頭和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系可近似表達(dá)成如下各式，即
（2-18）
式中

Q1、H1、N1------轉(zhuǎn)速為n1時(shí)泵的性能；
Q2、H2、N2------轉(zhuǎn)速為n2時(shí)泵的性能；
式2-18稱(chēng)為離心泵的比例定律。其適用條件是離心泵的轉(zhuǎn)速變化不大于±20%。
3．離心泵葉輪直徑的影響 (affect of impeller diameter)
當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，泵的基本方程式表明，其流量、壓頭與葉輪直徑有關(guān)。對(duì)于同一型號(hào)的泵，可換用直徑較小的葉輪（除葉輪出口其寬度稍有變化外，其它尺寸不變），此時(shí)泵的流量、壓頭和功率與葉輪直徑的近似關(guān)系為
（2-19）
式中
Q’、H’、N’------轉(zhuǎn)速為D2’時(shí)泵的性能；
Q、H、N------轉(zhuǎn)速為D2時(shí)泵的性能；
式2-19稱(chēng)為離心泵的切割定律。其適用條件是固定轉(zhuǎn)速下，葉輪直徑的車(chē)削不大于±5%D2。