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水泵的六个基本性能参数

编辑:沈阳旭众食品机械有限公司  字号:
摘要:水泵的六个基本性能参数
水泵的基本性能,通常由6个个性化的参数即可。

1、流量(flowrate,capacity,discharge)

水泵的流量是指单位时间内流出泵出口断面的液体体积或质量,分别称为体积流量(volume capacity)和质量流量(mass capacity)。体积流量用符号Q表示,质量流量用Qm表示。体积流量常用的单位为升每秒(L/s)、立方米每秒(m3/s)或立方米每小时(m3/h);质量流量常用的单位为千克每秒(kg/s)或吨每小时(t/h)。根据定义,体积流量与质量流量有如下的关系:Qm=ρQ,式中的ρ为被输送液体的密度(kg/m3)。

由于各种应用场合对流量的需求不同,叶片泵设计流量的范围很宽,小的不足1升每秒,而大的则达几十、甚至上百立方米每秒。

除了上述的水泵流量以外,在叶轮理论的研究中还会遇到水泵理论流量QT和泄漏流量q的概念。

所谓理论流量(theoretical capacity)是指通过水泵叶轮的流量。泄漏流量(leakage capacity)是指流出叶轮的理论流量中,有一部分经水泵转动部件与静止部件之间存在的间隙,如叶轮进口口环与泵壳之间的间隙、填料函中泵轴与填料之间的间隙以及轴向力平衡装置中的平衡孔或平衡盘与外壳之间的间隙等,流回叶轮进口和流出泵外的流量。由此可知,水泵流量、理论流量和泄漏流量之间有如下的关系:QT=Q+q。

2、扬程(head)

扬程,用符号H表示,是指被输送的单位重量液体流经水泵后所获得的能量增值,即水泵实际传给单位重量液体的总能量,其单位为m(N·m/N=m)。因此,由水泵扬程的定义,扬程也可表示为水泵进、出口断面的单位能量差。

3、功率(power)

功率是指水泵在单位时间内对液流所做功的大小,单位是瓦(W)或千瓦(kW)。水泵的功率包含轴功率、有效功率、动力机配套功率、水功率和泵内损失功率等四种。

(1)轴功率(shaft power,input power)P

轴功率是指动力机经过传动设备后传递给水泵主轴上的功率,亦即水泵的输入功率。通常水泵铭牌上所列的功率均指的是水泵轴功率。

(2)有效功率(actual power,effective power)Pe

有效功率是指单位时间内,流出水泵的液流获得的能量,即水泵对被输送液流所做的实际有效功。

(3)动力机配套功率(matched power of motive power machine)Pg

动力机配套功率为与水泵配套的原动机的输出功率,考虑到水泵运行时可能出现超负荷情况,所以动力机的配套功率通常选择得比水泵轴功率大。

(4)水功率(water power)Pw

水功率是指水泵的轴功率在克服机械阻力后剩余的功率,也就是叶轮传递给通过其内的液体的功率。

(5)泵内损失功率(lost power within pump)

水泵的输入功率(即轴功率),只有部分传给了被输送的液体,这部分功率即是有效功率,另一部分被用来克服水泵运行中泵内存在的各种损失,也就是损失功率。泵内的功率损失可以分为三类,即机械损失(mechanical losses)、容积损失(volumetric losses)和水力损失(hydraulic losses)。

4、效率(efficiency)

水泵传递能量的有效程度称为效率。水泵的输入功率(即轴功率P),由于机械损失、水力损失和容积损失,不可能全部传递给液体,液体经过水泵只能获得有效功率Pe。效率是用来反映泵内损失功率的大小及衡量轴功率P的有效利用程度的参数,即有效功率Pe与轴功率P之比的百分数。

5、速度(pump speed)n

即转速,是指水泵轴或叶轮每分钟旋转的次数,通常用N表示,单位为r/min。水泵的转速与其它的性能参数有着密切的关系,一定的转速,产生一定的流量、扬程,并对应一定的轴功率,当转速改变时,将引起其它性能参数发生相应的变化。

水泵是按一定转速设计的,因此配套的动力机除功率应满足水泵运行的工况要求外,在转速上也应与水泵转速相一致。

6、允许吸上真空高度[Hs]或必需汽蚀余量Δhr

允许吸上真空高度(permitted suction vacuum lift)和必需汽蚀余量(net positive suction head required)是表征水泵在标准状态下的汽蚀性能(吸入性能)的参数。水泵工作时,常因装置设计或运行不当,会出现水泵进口处压力过低,导致汽蚀发生,造成水泵性能下降甚至流动间断、振动加剧的现象。泵内出现汽蚀现象后,水泵便不能正常工作,汽蚀严重时甚至不能工作。为了避免水泵汽蚀的发生,就必须通过泵的汽蚀性能参数来正确确定泵的几何安装高度和设计水泵装置系统。
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