離心泵性能指標詳細含義
如何精確描述一臺泵產品的性能?泵產品的性能通常由流量、能頭(揚程)、轉速、功率與效率、汽蝕余量五個方面進行描述!
1 流量
泵在單位時間內所輸送的流體量,稱為流量??捎皿w積流量Q、廠表示,常用單位為m3/s、m3/h或Ls;也可用質量流量9m表示,常用單位為kg/s或kg/h。
質量流量和體積流量之間的關系為
Qm=ρgv (1—1)
式中 r輸送溫度下液體的密度,kg/m3。
按照化工生產工藝的需要和對制造廠的要求,化工用泵的流量有以下幾種表示方法。
?、僬2僮髁髁?。在化工生產正常操作工況下,達到其規模產量時,所需要的流量。
?、谧畲笮枰髁亢妥钚⌒枰髁俊.敾どa工況發生變化時,所需的泵流量的最大值和最小值。
?、郾玫念~定流量。由泵制造廠確定并保證達到的流量。此流量應等于或大于正常操作流量,并充分考慮最大、最小流量而確定。一般情況下,泵的額定流量大于正常操作流量,甚至等于最大需要流量。
④最大允許流量。制造廠根據泵的性能,在結構強度和驅動機功率允許范圍內而確定的泵流量的最大值。此流量值一般應大于最大需要流量。
?、葑钚≡试S流量。制造廠根據泵的性能,在保證泵能連續、穩定地排出液體,且泵的溫度、振動和噪聲均在允許范圍內而確定的泵流量的最小值。此流量值一般應小于最小需要流量。
2 能頭(揚程)
泵的能頭(或能量頭)是單位質量液體從泵進口處(泵進口法蘭)到泵出口處(泵出口法蘭)能量的增值,也就是單位質量液體通過泵以后獲得的有效能量,以符號庇表示,單為J/kg。
過去在工程單位制中,是使用揚程來表示單位重量液體通過泵以后獲得的有效能量,用符號H表示,單位為kgf.m/kg或m液柱。
能頭元和揚程H之間的關系為
H=Hg (1-2)
式中 g-重力加速度,其值取9.81 m/s2。
揚程是葉片泵的關鍵性能參數。因為揚程直接影響葉片泵的排出壓力,這一特點對化工用泵非常重要。根據化工工藝需要和對制造廠的要求,對泵的揚程提出以下要求。
?、僬2僮鲹P程。化工生產正常工況下,泵的排出壓力和吸人壓力所確定的泵揚程。
?、谧畲笮枰獡P程。化工生產工況發生變化,可能需要的最大排出壓力(吸人壓力未變)時泵的揚程。
化工用葉片泵的揚程應為化工生產中需要的最大流量下的揚程。
?、垲~定揚程。是額定葉輪直徑、額定轉速、額定吸入和排出壓力下葉片泵的揚程。是由泵制造廠確定并保證達到的揚程。且此揚程值應等于或大于正常操作揚程。一般取其值等于最大需要揚程。
?、荜P死揚程。葉片泵流量為零時的揚程。為葉片泵的最大極限揚程,一般以此揚程下的排出壓力確定泵體等承壓件的最大允許工作壓力。
泵的能頭(揚程)是泵的關鍵特性參數,泵制造廠應隨泵提供以泵流量為自變量的流量一能頭(揚程)曲線。
3 功率與效率
泵的功率通常是指輸入功率,即原動機傳遞到轉軸上的軸功率,以符號Pe表示,單
位是W或kW。泵的輸出功率,即液體單位時間內獲得的能量,稱為有效功率P。
P=qmh=pgqvH (1-3)
式中,有效功率P的單位為W,質量流量gm的單位為k9/s,體積流量gv的單位為m3/s。
由于泵在工作時存在各種損失,所以不可能將驅動機輸入的功率全轉變為液體的有效功率。軸功率和有效功率之差為泵的損失功率,其大小用泵的效率7來衡量,其值等于有效功率和軸功率之比,即
η=P/Pe (1-4)
泵的效率也就表示了泵輸入的軸功率被液體利用的程度。
4 轉速
泵軸每分鐘的轉數,稱為轉速,用符號孢表示,單位為r/min。在國際標準單位制(sI中轉速的單位為L/s,即Hz。泵的額定轉速是泵在額定的尺寸(如葉片泵葉輪直徑、往復泵柱塞直徑等)下,達到額定流量和額定揚程的轉速。
在應用固定轉速的原動機(如電動機)直接驅動葉片泵時,泵的額定轉速與原動機額定轉速相同。
當以可調轉速的原動機驅動時,必須保證泵在額定轉速下,達到額定流量和額定揚程,并要能在其額定轉速的105%的轉速下長期連續運行,此轉速稱最大連續轉速??烧{
轉速原動機應具有超速自動停車機構,自動停車的轉速為泵額定轉速1 2 0%,因此,要求泵能在其額定轉速120%的轉速下短期正常運行。
在化工生產中采用可調轉速的原動機驅動葉片泵,便于通過改變泵的轉速來變更泵的工況,以適應化工生產工況的變化。但泵的運行性能必須滿足上述的要求。
容積式泵的轉速較低(往復泵的轉速一般小于200r/min,轉子泵的轉速小于1500r/min),因此,一般應用固定轉速的原動機。經過減速器減速后,達到泵的工作轉速,也可用調速器(如液力變矩器等)或變頻調速等方法改變泵的轉速,以適應化工生產工況的需要。
5 汽蝕余量
為防止泵發生汽蝕,在其吸人液體具有的能量(壓力)值的基礎上,再增加的附加能量(壓力)值,稱此附加能量為汽蝕余量。
在化工生產裝置中,多采用增加泵吸入端液體的標高,即利用液柱的靜壓力作為附加量(壓力),單位以米液柱計。在實際應用中有必需汽蝕余量NPSHr和有效汽蝕余量NPSHa。
(1)必需汽蝕、余量NPSHr
實質是被送流體經過泵入口部分后的壓力降,其數值是由泵本身決定的。其數值越小表示泵人口部分的阻力損失越小。因此,NPSHr是汽蝕余量的最小值。選用化工用泵時,被選泵的NPSHr必須滿足被送液體的特性和泵安裝條件的要求。訂購化工用泵時,NPSHr也是重要的采購條件。
(2)有效汽蝕余量NPSHa
表示泵安裝后,實際得到的汽蝕余量,此值是由泵的安裝條件決定的,與泵本身無關。NPSHa值必須大于NPSHr。一般為NPSHa≥NPSHr+0.5 m。