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2020-08-24 08:18

循環(huán)泵的性能參數(shù)與特性曲線實(shí)驗(yàn)

DB-JD56熱水供暖循環(huán)系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)裝置
循環(huán)泵的性能參數(shù)與特性曲線實(shí)驗(yàn)
2.1 性能參數(shù):
表征循環(huán)泵性能的主要參數(shù)有流量、壓頭、軸功率和效率,這些參數(shù)是評(píng)價(jià)其性能和正確選用循環(huán)泵的主要依據(jù)。
2.1.1 流量:
循環(huán)泵的流量表示泵輸送液體的能力,是指循環(huán)泵單位時(shí)間內(nèi)輸送到管路系統(tǒng)的液體體積,以Q表示,單位為 或 ,其大小取決于泵的結(jié)構(gòu)、尺寸(主要為葉輪直徑和葉片寬度)、轉(zhuǎn)速以及所輸送液體的黏度等。
2.1.2 壓頭:
壓頭又稱為揚(yáng)程(head),是指單位重量的液體經(jīng)循環(huán)泵后所獲得的有效能量,以H表示,單位為 ,或 。其值主要取決于泵的結(jié)構(gòu)(葉輪的直徑、葉片彎曲程度等)、轉(zhuǎn)速和流量,也與液體的黏度有關(guān)。
對(duì)于特定的循環(huán)泵, 在一定轉(zhuǎn)速下,壓頭與流量之間存在著明確的關(guān)系。但由于流體在泵內(nèi)流動(dòng)復(fù)雜,無(wú)法進(jìn)行理論計(jì)算,因此,二者的關(guān)系一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。
注意:循環(huán)泵的揚(yáng)程與升揚(yáng)高度是完全不同的概念,升揚(yáng)高度是指循環(huán)泵將流體從低位送至高位時(shí)兩液面的高度差,而揚(yáng)程表示的則是能量概念。
2.1.3 效率:
由于泵內(nèi)有各種能量損失,泵軸從電機(jī)獲得的功率并沒(méi)有全部傳給液體,體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:
2.1.3.1容積損失 葉輪出口處高壓液體由于機(jī)械泄漏返回葉輪入口造成泵實(shí)際排液量減小。
2.1.3.2 水力損失 由于實(shí)際流體在泵內(nèi)流動(dòng)時(shí)有摩擦損失,液體與葉片及液體與殼體的沖擊也會(huì)造成能量損失,從而使泵實(shí)際壓頭減少。
2.1.3.3 機(jī)械損失 泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),機(jī)械部件接觸處(如泵軸與軸承之間,泵軸與填料密封中的填料之間或機(jī)械密封中的密封環(huán)之間等)由于機(jī)械摩擦造成的能量損失。
以上3種損失通過(guò)循環(huán)泵的總效率 反映。循環(huán)泵的總效率與泵的類型、大小、制造精度及輸送液體的性質(zhì)有關(guān)。一般小型泵的效率為50%~70%,大型泵可達(dá)90%左右,本套裝置采用循環(huán)泵效率可高達(dá)80%。
2.1.4 軸功率:
循環(huán)泵的軸功率是指由電機(jī)輸入循環(huán)泵泵軸的功率,以N表示;有效功率是指液體實(shí)際上泵獲得的功率,以 表示,單位均為W或KW。
泵的有效功率計(jì)算公式:
式中: ——泵的有效功率, ;Q——泵的流量, ;H——泵的壓頭, ; ——流體的密度, 。
2.2.2 特性曲線:
循環(huán)泵的特性曲線(characteristic curve)是指循環(huán)泵的壓頭H、軸功率N和效率 與流量Q之間的關(guān)系曲線,通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。本套裝置循環(huán)泵因體積較小,因其軸均為密閉式機(jī)構(gòu),所以在測(cè)量軸功率即相應(yīng)的效率方面比較困難,在出廠前生產(chǎn)廠家測(cè)定給出了壓頭(揚(yáng)程)與流量的特性曲線,本套裝置循環(huán)泵的特性曲線見循環(huán)泵使用說(shuō)明書。
2.2.3 影響循環(huán)泵特性曲線的主要因素:
泵生產(chǎn)廠所提供的特性曲線均是在一定轉(zhuǎn)速和常壓下以20℃水作為實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的。若所輸送液體的性質(zhì)(密度及黏度)與水相差較大,或者泵使用時(shí)采用不同的轉(zhuǎn)速或葉輪直徑,則泵的性能將發(fā)生變化,應(yīng)對(duì)泵原特性曲線進(jìn)行修正。
2.2.3.1 密度對(duì)特性曲線的影響  循環(huán)泵的流量與葉輪的幾何尺寸及液體在葉輪周邊處的徑向速度有關(guān),這些因素均不受液體密度的影響,因此,當(dāng)輸送液體的密度變化時(shí),循環(huán)泵的流量不變。
循環(huán)泵的壓頭也與液體的密度無(wú)關(guān)。這是因?yàn)橐后w在一定轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的循環(huán)力與液體的質(zhì)量成正比,故在泵內(nèi)由循環(huán)力作用所增加的壓力(P1-P2)也與密度成正比,而由此升高的壓頭也是以 的形式表示的,因此密度對(duì)壓頭的影響可以抵消。由此可知,當(dāng)被輸送液體的密度變化時(shí),循環(huán)泵的揚(yáng)程與流量曲線不變。
2.2.3.2 黏度對(duì)特性曲線的影響  當(dāng)被輸送液體的黏度較大時(shí),液體在泵內(nèi)的能量損失隨之增大,結(jié)果導(dǎo)致泵的流量、揚(yáng)程、效率均下降,而軸功率上升,從而使泵的特性曲線發(fā)生變化。通常當(dāng)液體的運(yùn)動(dòng)黏度 > 時(shí),需對(duì)泵的特性曲線進(jìn)行修正。
2.2.3.3 循環(huán)泵轉(zhuǎn)速對(duì)特性曲線的影響  循環(huán)泵的特性曲線都是在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)定的,當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速改變時(shí),泵的流量、壓頭及軸功率也隨之改變。當(dāng)液體的黏度不大,且轉(zhuǎn)速變化小于20%時(shí),可認(rèn)為泵的效率不變,此時(shí)泵的流量、壓頭、軸功率與轉(zhuǎn)速的近似關(guān)系,上式稱為比例定律,據(jù)此式可將某一轉(zhuǎn)速下的特性曲線轉(zhuǎn)換為另一轉(zhuǎn)速下的特性曲線。
2.2.3.4 循環(huán)泵葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響  當(dāng)循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速一定時(shí),對(duì)同一型號(hào)的循環(huán)泵,切削葉輪直徑也會(huì)改變泵的特性曲線。當(dāng)葉輪直徑的切削量不超過(guò)5%時(shí),認(rèn)為泵的效率不變,泵性能參數(shù)變化同樣有近似關(guān)系
上式稱切削定律。