離心泵的性能曲線包括流量-揚(yáng)程(Q-H)曲線、流量-功率曲線(Q-N)、流量-效率曲線(Q-ŋ)以及流量-汽蝕余量(Q-NPSHr)曲線。這些曲線都是在一定的轉(zhuǎn)速下,以試驗(yàn)的方法求得的。不同的轉(zhuǎn)速,有不同的性能曲線。
在性能曲線上,對(duì)于一個(gè)任意的流量點(diǎn),都可以找出一組與其相對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程、功率、效率以及汽蝕余量值。通常,把這一組相對(duì)應(yīng)的參數(shù)稱為工作狀況,簡(jiǎn)稱工況或工況點(diǎn)。對(duì)于離心泵高效率點(diǎn)的工況稱為佳工況點(diǎn)。
泵在高效率點(diǎn)工況下運(yùn)行是理想的。但是用戶要求的性能千差萬別,不一定和高效率點(diǎn)下的性能相一致。要想使每一個(gè)用戶要求的泵都在泵高效率點(diǎn)下運(yùn)行,那樣做需要的泵規(guī)格就太多了。為此,規(guī)定一個(gè)范圍(通常以效率下降5%~8%為界),稱為泵的工作范圍。
我們利用葉輪的切割可以擴(kuò)大泵的工作范圍。我們把同一類型的水泵,將它的各種不同比轉(zhuǎn)數(shù)以及相同比轉(zhuǎn)數(shù)不同口徑的泵的工作區(qū)域集中畫在同一個(gè)Q-H坐標(biāo)平面上,為了使圖面上大泵的方塊不致太大,坐標(biāo)可以采用對(duì)數(shù)坐標(biāo),于是就得到了該類型泵的系列型譜。各類型的泵均有各自的型譜,使用戶選用水泵十分方便。另一方面,用于指出發(fā)展新產(chǎn)品的方向。每種系列好用幾種比轉(zhuǎn)數(shù)的水力模型,泵的口徑按一定的流量間隔比變化。同一口徑的泵揚(yáng)程也按一定的間隔變化。有些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)如(ISO 2858)也規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的型譜。
幾種常見的離心泵性能曲線形式:
(1)平坦的性能曲線
這種性能曲線適用于流量調(diào)節(jié)范圍較大,而壓力要求變化較小的系統(tǒng)中。例如,對(duì)需要用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量。
而又必須維持一定液面或一定壓力的系統(tǒng)中(如鍋爐),采用具有平坦性能曲線的泵,可以在一定范圍內(nèi)起到自動(dòng)維持液面和壓力的作用。
(2)陡降的性能曲線
這種性能曲線適用于在流量變化不大時(shí)要求壓頭變化較大的系統(tǒng)中,或在壓頭有波動(dòng)時(shí),要求流量變化不在的系統(tǒng)中。例如,在輸送纖維漿液的系統(tǒng)中,為了避免在流速減慢時(shí)纖維漿液在管道中堵塞,也就是希望無論管路系統(tǒng)中的阻力增大多秒,而流速(流量)變化不大,因此,用具有陡降性能的泵比較合適。另外。軋鋼過程中的除磷泵。對(duì)泵的曲線也有此種要求。
(3)有駝峰的性能曲線
具有這種曲線的泵在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)不穩(wěn)定工況。泵運(yùn)行工況點(diǎn)由泵性能曲線與裝置性能曲線交點(diǎn)確定,而有駝峰的泵性能曲線卻常常與泵的裝置特性曲線交于兩點(diǎn),使泵處于不穩(wěn)定工況,影響泵的安全運(yùn)行。因此,對(duì)有駝峰的性能曲線,一般規(guī)定工作點(diǎn)揚(yáng)程必須小于關(guān)死揚(yáng)程(即出口閥門關(guān)閉,流量等于零時(shí)的揚(yáng)程),以免泵在不穩(wěn)定工況運(yùn)行。目前,常要用以下方法來消除性能曲線中的駝峰。
1)用減小葉片出口安放角的方法,可以得到平坦下降的性能曲線,從而消除駝峰。
2)使進(jìn)入葉輪的液體有預(yù)旋,這樣可以促使獲得完全下降的性能曲線。液體有預(yù)旋后,泵的大流量區(qū)域性能曲線下降。具有半螺旋形吸入室泵,液體在進(jìn)入葉輪時(shí)也有預(yù)旋,故泵的性能曲線也有同樣現(xiàn)象。雖然有預(yù)旋后能促使獲得完全下降的,陸能曲線,但負(fù)作用是泵的揚(yáng)程減少了。
3)泵壓出室(包括渦室和導(dǎo)葉的入口)面積不但影響關(guān)死揚(yáng)程的大小,而且影響性能曲線的形狀,壓出室面積減少可使泵的關(guān)死揚(yáng)程略有提高,使性能曲線變陡,并使佳工況點(diǎn)向小流量方向移動(dòng);增大壓出室面積能使關(guān)死揚(yáng)程略有降低,使性能曲線平坦,Zui佳工況點(diǎn)向大流量方向移動(dòng)。但需要注意的是,過分的增大或縮小壓出室入口面積都要引起泵效率的降低。
4)有時(shí),采用斜切葉輪外徑的方法,使前后流線長(zhǎng)度之差減小,來消除曲線的駝峰。