一、泵的主要性能參數(shù)

  泵的主要性能參數(shù)有流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、功率、效率及汽蝕余量等。

  1、流量

  單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送的流體量稱為流量；

  流量用符號(hào)qv表示。其單位為m³/h，m³/mm和m³/s；

  2、揚(yáng)程

  泵所輸送的單位重量的流體從進(jìn)口到出口水頭增值稱為揚(yáng)程；

  揚(yáng)程用符號(hào)H表示，其單位為m，習(xí)慣稱為米液柱高；

  3、轉(zhuǎn)速

  泵轉(zhuǎn)子每分鐘旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)稱為轉(zhuǎn)速；

  轉(zhuǎn)速用符號(hào)n表示，單位為r/min；

  4、功率

  泵的功率分為泵的輸入功率和輸出功率，泵的輸入功率又稱軸功率，是指原動(dòng)機(jī)傳遞給泵軸上的功率；泵的輸出功率又稱有效功率或水功率，是指被泵輸送流體獲得的功率；

  泵的輸入功率以符號(hào)P表示，單位為Kw；

  5、泵的效率

  泵的輸入功率不可能全部傳遞給被輸送的流體，其中必有一部分能量損失，若輸送的流體實(shí)際得到的功率P1與泵的輸入功率P的比值稱為泵的效率，以符號(hào)η表示

  6、汽蝕余量

  泵的汽蝕余量是指單位重量的流體從泵吸入口流至葉輪進(jìn)口壓力最低處的壓力降低量，國(guó)外稱為凈正吸入壓頭（NPSH）。它是表征泵抗汽蝕性好壞的一個(gè)重要參數(shù)。

  對(duì)于汽蝕余量，有兩種主要的參考指標(biāo)：有效汽蝕余量（NPSHA）和必需汽蝕余量（NPSHB）。

  （1）有效汽蝕余量（NPSHA）

  有效汽蝕余量（NPSHA）是指泵西入口處單位重量的流體所具有的超過飽和蒸汽壓力的富余能量，它是系統(tǒng)和流量的函數(shù)；

  （2）必需汽蝕余量（NPSHB）

  必需汽蝕余量（NPSHB）是指單位重量的流體從泵吸入口流至葉輪葉片進(jìn)口壓力最低處的壓力降落量，它是泵及流量的函數(shù)。

  如果有效汽蝕余量（NPSHA）大于必需汽蝕余量（NPSHB），

  那么泵應(yīng)當(dāng)不會(huì)出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。過度的汽蝕不僅會(huì)影響泵的效率，可能還會(huì)導(dǎo)致泵的損壞。

  二、離心泵、性能曲線及最佳工作點(diǎn)

  離心泵是利用葉輪在固定的殼體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)而將能量傳遞給流體的。當(dāng)葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的流體也隨著葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力，并使流體從葉片之間的出口處被甩出，高速流體離開葉片頂部后進(jìn)入擴(kuò)散腔，流速開始降低，流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為較高的壓力能，流體被甩出后，葉輪中心部分的壓強(qiáng)降低，外界的流體就能從泵的吸入口進(jìn)入，源源不斷的輸送流體，相比于其他類型的泵，離心泵目前應(yīng)用最為廣泛。

  離心泵的性能可以利用泵的流量--揚(yáng)程曲線來說明：

  圖1為典型的一臺(tái)18.5kw離心泵性能曲線，離心泵的流量取決于泵的揚(yáng)程，泵的揚(yáng)程提高時(shí)，流量降低，流量降低的速率取決于泵的設(shè)計(jì)。

  典型泵性能曲線上也包括其效率曲線以及軸動(dòng)率（BHP）曲線，兩者都是根據(jù)對(duì)應(yīng)的流量繪制的，泵的效率是泵流體功率與泵軸功率之比。

  效率曲線和軸功率曲線（BHP）的交點(diǎn)就是該泵的最佳工況點(diǎn)，在最佳工況點(diǎn)，無論從能效角度還是從維護(hù)保養(yǎng)角度來考慮，泵的運(yùn)行都是最經(jīng)濟(jì)的，如果泵運(yùn)行的工況點(diǎn)遠(yuǎn)離最佳工況點(diǎn)，會(huì)加快軸承、機(jī)械密封和另部件的磨損，在實(shí)際運(yùn)用中能夠連貫的保持泵在最佳工況點(diǎn)運(yùn)行操作是非常困難的，因?yàn)橄到y(tǒng)的負(fù)荷需求是經(jīng)常變化的，然而，保持泵運(yùn)行在其最佳工況點(diǎn)附近的合理范圍內(nèi)將大大降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，又能滿足系統(tǒng)的負(fù)荷要求。

  三、泵的相似定律

  泵的設(shè)計(jì)和制造通常是按照系列進(jìn)行的，同一種系列中，大小不等的泵都是相似的，滿足相似定律，相似定律不僅用于泵的設(shè)計(jì)，而且對(duì)于泵的運(yùn)行、調(diào)節(jié)、甚至選型非常重要。

  1、當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)對(duì)性能參數(shù)的換算

  泵的性能參數(shù)都是針對(duì)某一特定的轉(zhuǎn)速n0而言的，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速n和n0不同時(shí)，可用相似定律求出新的性能參數(shù)，此時(shí)，相似定律可簡(jiǎn)化為：

  上述公式是同時(shí)成立的，也就是說，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，揚(yáng)程成平方關(guān)系降低，而功率成立方比例減少。

  2、輸送流體密度改變時(shí)的換算

  當(dāng)輸送流體的密度改變時(shí)，相似定律簡(jiǎn)化為：

  通過上述幾個(gè)公式可看出：當(dāng)泵所輸送的流體密度發(fā)生變化時(shí)，體積流量和揚(yáng)程不變，但泵的功率會(huì)發(fā)生變化。

  四、泵最佳運(yùn)行工作點(diǎn)的計(jì)算與控制

  泵系統(tǒng)由變頻調(diào)速器、泵、管道及閥門組成，由于系統(tǒng)的負(fù)荷需求是經(jīng)常變化的，為此能持續(xù)保持泵在最佳效率點(diǎn)運(yùn)行操作是非常困難的。

  然而為了泵系統(tǒng)運(yùn)行能提高能效達(dá)到節(jié)能的目的，我們能進(jìn)行泵最高效率點(diǎn)附近作為泵最佳運(yùn)行工作區(qū)（點(diǎn)）選擇出來，作為用戶使用泵系統(tǒng)運(yùn)行工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)導(dǎo)向是必要的。

  泵最佳工作點(diǎn)選擇的程序：

  （1）下載泵銘牌上的明示參數(shù)，包括額定功率PN（kw），額定流量Q（m³/n）和額定揚(yáng)程H（m）；

  （2）向泵的制造商索取性能曲線，如圖1所示的包括流量--揚(yáng)程曲線（qv-H）、效率曲線和軸功率曲線BHP（p-qv）。

  （3）由圖2可知，該泵最佳工作點(diǎn)A，流量為65m³/h，揚(yáng)程為30m，軸功率為15kw。

  （4）最佳工作點(diǎn)A處電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及頻率的計(jì)算

  運(yùn)行中是采用變頻調(diào)速器來控制泵的最佳工況A點(diǎn)，那么應(yīng)計(jì)算流量為65m³/h時(shí)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，繼而計(jì)算出此時(shí)運(yùn)行的頻率為多少。

  根據(jù)公式（3）可得到，在BEP點(diǎn)泵的運(yùn)行速度n為

  這樣通過調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制在1187.8r/min，即變頻器輸出頻率調(diào)整為40Hz。

  當(dāng)然在工程應(yīng)用上不會(huì)是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)頻率帶，基于此，我們可以將變頻器輸出頻率調(diào)整為38Hz~42Hz范圍內(nèi)，認(rèn)為此時(shí)泵運(yùn)行在最佳區(qū)域內(nèi)。