化工原理讲稿中国石油大学第章流体输送机械讲稿

五、离心泵的特性曲线（Characteristiccurves）(3)—Q曲线1.离心泵特性曲线(1)H—Q曲线(2)

N—Q曲线2.离心泵特性曲线的测定离心泵的特性曲线是在一定转速下用20℃的清水为工作介质通过实验测定的。五、离心泵的特性曲线（Characteristiccurves）以真空表和压力表两测点为1，2截面列柏努力方程，有五、离心泵的特性曲线（Characteristiccurves）对应的泵的效率为对应的泵的有效功率为调节流量，并重复以上的测量和计算，则可得到不同流量下的特性参数，绘制特性曲线。五、离心泵的特性曲线（Characteristiccurves）3.特性曲线的影响因素(1)液体密度的影响离心泵的理论流量和理论压头与液体密度无关，离心泵的轴功率则随液体密度的增加而增加。(2)液体粘度的影响液体粘度的改变将直接改变其在离心泵内的能量损失，因此，H—Q、N—Q、—Q曲线都将随之而变。液体运动粘度<2010-6

m2/s时影响不大，超过此值则应进行换算。课本p107上给出了不同条件下通过实验得到的换算系数。(3)叶轮转速的影响当叶轮转速的改变不大时（<20%）：3.特性曲线的影响因素比例定律3.特性曲线的影响因素在同一转速下，如叶轮直径的切割幅度不大时，泵的效率不变，则泵的流量、扬程和轴功率与叶轮直径的近似关系为:(4)叶轮直径的影响切割定律六、离心泵的汽蚀现象与泵的安装高度由离心泵的工作原理可知，从整个吸入管路到泵的吸入口，液体的压强是不断降低的。1.汽蚀现象象当泵内某点的的压强低至液液体饱和蒸汽汽压时部分液液体将汽化，，产生的汽泡泡被液流带入入叶轮内压力力较高处再凝凝聚。由于凝凝聚点处产生生瞬间真空，，造成周围液液体高速冲击击该点，产生生剧烈的水击击。瞬间压力力可高达数十十个MPa，众多的水击点点上水击频率率可高达数十十kHz，且水击能量瞬瞬时转化为热热量，水击点点局部瞬时温温度可达230℃以上。。症状：噪声大大、泵体振动动，流量、压压头、效率都都明显下降。。后果：高频冲冲击加之高温温腐蚀同时作作用使叶片表表面产生一个个个凹穴，严严重时成海绵绵状而迅速破破坏。防止措施：把把离心泵安装装在恰当的高高度位置上，，确保泵内压压强最低点处处的静压超过过工作温度下下被输送液体体的饱和蒸汽汽压。六、离心泵的的汽蚀现象与与泵的安装高高度2.安装高度度离心泵的安装装高度不是任任意的，而是是要受到气蚀蚀现象的限制制。反映这一一限制的因素素，从泵本身身的吸上性能能考虑，常采采用两种指标标来表示，即即离心泵的允允许吸上真空空高度和允许许气蚀余量。。(1)允许吸吸上真空高度度和允许安装装高度允许吸上真真空高度由由实验测定定，也可从从泵样本中中查得。。六、离心泵泵的汽蚀现现象与泵的的安装高度度假定离心泵泵在可允许许的最高位位置上操作作，以贮液液槽液面为为基准水平平面，列贮贮液槽液面面0-0与与泵入口处处截面1-1间的柏柏努利方程程式，可得得六、离心泵泵的汽蚀现现象与泵的的安装高度度允许的安装高度六、离心泵泵的汽蚀现现象与泵的的安装高度度Hs的校正泵样本中所所给出的Hs，是在大气压压力为10.33mH2O下，以20℃水(此此时水的饱饱和蒸气压压为0.24mH20)为介质测定定的数值。。如果泵的的操作条件件与上述实实验条件不不同时，则则应把泵样样本中给出出的Hs值换算成操操作条件下下的值，即即六、离心泵泵的汽蚀现现象与泵的的安装高度度(2)实际安装高高度为确保离心心泵在运转转时不发生生气蚀现象象，泵的实实际安装高高度还应比比计算的允允许安装高高度Hg低0.5～～1.Om。。六、、离离心心泵泵的的汽汽蚀蚀现现象象与与泵泵的的安安装装高高度度例2：：用用一一台台离离心心泵泵在在海海拔拔高高度度400m处输输送送40℃℃的的水水，，从从泵泵样样本本中中查查得得该该泵泵的的允允许许吸吸上上真真空空高高度度Hs=7.0m，，若吸吸入入管管的的压压头头损损失失约约为为1mH2O,泵入入口口处处的的动动压压头头为为0.2mH2O。试确定该离心心泵的安装高高度。已知海海拔高度400m处的大气压力力为9.85mH2O。六、离心泵的的汽蚀现象与与泵的安装高高度解：泵的实际安装装高度为4.86-0.5=4.36m。六、离心泵的的汽蚀现象与与泵的安装高高度(3)允许气气蚀余量和允允许安装高度度定义:为防止止气蚀现象，，泵入口处液液体的静压头头与动压头之之和必须大于于液体在操作作条件下饱和和蒸气压头的的某一最小允允许值，以△△h表示,即六、离心泵的的汽蚀现象与与泵的安装高高度允许气蚀余量量是反映离心心泵汽蚀性能能的重要参数数，主要与泵泵的内部结构构和输送的流流量有关。离心泵的允许许气蚀余量，，也是由泵的的生产部门按按输送20℃℃清水通过实实验测定的。。当输送其它它液体时，同同样需要进行行校正。由于于校正系数的的值一般小于于1，因此也也可以不进行行校正，而把把高出的数值值作为防止气气蚀现象所外外加的安全系系数。六、离心泵的的汽蚀现象与与泵的安装高高度泵的实实际安安装高高度还还应比比计算算的允允许安安装高高度Hg低0.5～～1.Om。。泵的允允许安安装高高度六、离离心泵泵的汽汽蚀现现象与与泵的的安装装高度度例题：：用一一台离离心油油泵从从贮槽槽向反反应器器输送送液态态异丁丁烷，，从泵泵样本本中查查得在在输送送流量量下该该泵的的允许许气蚀蚀余量量△h＝3.5m。贮罐内内液面面上方方的压压力为为6.52×l05Pa。。异丁烷烷在输输送温温度下下的饱饱和蒸蒸气压压为6.38××l05Pa，，密度为为530kg/m3。吸入管管路的的压头头损失失为1.2m。试问，，当泵泵的入入口处处位于于贮罐罐内液液面以以下1.5m时，该该泵能能否正正常操操作。。六、离离心泵泵的汽汽蚀现现象与与泵的的安装装高度度解：允允许安安装高高度为为已知泵泵的实实际安安装高高度为为-1.5m大于计计算结结果。。说明明泵在在输送送异丁丁烷过过程中中会发发生气气蚀现现象，，不能能确保保泵的的正常常操作作。将将泵的的安装装高度度降至至-2.0-0.5＝-2.5m才能确确保其其正常常操作作。查取允允许吸吸上真真空高高度（（允许许汽蚀蚀余量量h））校正计算出出允许许安装装高度度实际安安装高高度应应小于于Hg。六、离离心泵泵的汽汽蚀现现象与与泵的的安装装高度度总结①安装装高度度的计计算：：②减少少吸入入管路路的阻阻力，，可提提高泵泵的安安装高高度。。故离离心泵泵的入入口管管径都都大于于出口口管径径。六、离离心泵泵的汽汽蚀现现象与与泵的的安装装高度度③液体温度度越高，饱饱和蒸汽压压pv就越高，允允许安装高高度则越低低。在输送送较高温度度的液体时时尤其要注注意安装高高度。当离心泵在在某一定的的管路系统统中工作时时，其压头头和流量不不仅与离心心泵本身的的性能有关关，而且还还与管路的的特性(指指流量、管管径、管长长和管件、、端点条件件等)有关关。七、离心泵泵的工作点点与流量调调节1.管路特特性曲线当离心泵安安装在特定定的管路中中工作时，，在一定的的流量Q下，管路需需要泵提供供的压头He，可以通过列列截面1-1与截面面2-2间间的柏努利利方程式求求得，即七、离心泵泵的工作点点与流量调调节一般，取又当管路端点点条件和液液体一定时时，A为定值，与与流量无关关。令当管路情况况一定，湍湍流时摩擦擦系数变化化很小，可可视为常数数，则B也为定值，，与流量无无关。则七、离心泵泵的工作点点与流量调调节管路特性曲曲线方程式式七、离心泵的的工作点与与流量调节节2.离心泵泵的工作点点当工作点P正好落在泵泵的高效区区时，说明明对该管路路系统所选选择的离心心泵是适宜宜的。七、离心泵的的工作点与与流量调节节例题：如图图所示，将将20℃的的清水从贮贮水池输送送到高位槽槽。已知高高位槽内水水面高于贮贮水池水面面13m。高位槽及贮贮水池中水水面恒定不不变，且均均与大气连连通。输送送管为的钢钢管，总长长度(包括括局部阻力力的当量长长度)为200米。。现拟选用用4B20型水泵，当当转速为2900r／min时，其特性性曲线如下下图所示。。试分别求求泵在运转转时的流量量、轴功率率及效率。。在本题情情况下，摩摩擦系数可可取0.02七、离心泵的的工作点与与流量调节节解：管路特特性曲线可可以通过列列截面1-1与截面面2-2间间的柏努利利方程式求求得，即七、离心泵的的工作点与与流量调节节在离心泵的的特性曲线线图上作出出管路的特特性曲线，，得到离心心泵的工作作点P从图上可以以看出：泵泵在运转时时的流量Q=98m3/hN=6.7kWη=77%。3.离心泵泵的流量调调节(1)改变变管路特性性曲线（如如改变阀门门开度）七、离心泵的的工作点与与流量调节节该调节方法法的主要优优点是操作作简单，但但管路上阻阻力损失大大且可能使使泵的工作作点位于低低效率区，，因此多在在调节幅度度不大但需需经常调节节的场合下下使用。(2)改变变泵H-Q特性曲线：：七、离心泵的的工作点与与流量调节节(3)两种种流量调节节方式的比比较七、离心泵的的工作点与与流量调节节改变排出管管上阀门开开度的方法法，会使一一部分能量量额外消耗耗在阀门的的局部阻力力上，不太太经济，但但简单易行行，且便于于连续调节节。改变泵的转转速的方法法比较经济济，因为无