泵转速和流量的关系

水泵的转速与流量、扬程有确定的公式：

1、离心泵的工作点由水泵的特性曲线和管路的特性曲线共同确定：

水泵的特性曲线H = Ho - SoQ^2 是一条向下凹的递减曲线

管路的特性曲线 H = Z2-Z1 + SQ^2 是一条向上凹的递增曲线

式中：H——水泵扬程，

Ho ——流量为零时的扬程，

So——泵内摩阻，

Q——水泵流量，

Z1——水泵吸水池水位，

Z2——出水池水位，

S——管路摩阻。

离心泵出口阀门的开度的变化，意味着管路的特性曲线发生变化。当阀门的开度变小时，管路阻力增大（S增大），管路的特性曲线变陡，由水泵特性曲线的交点向流量变小，扬程变大的方向移动。当阀门的开度变大时，则相反。

至于轴功率、效率的变化应由水泵的特性曲线和管路的特性曲线图上确定。对于离心泵，轴功率随阀门的开度变小而变小。

2、在变频拖动的供水设备中，频率的高低决定了电机的转速，也就是水泵的转速。对于同

一台水泵来说，可以运用水泵的比例定律来计算在不同转速下的扬程，流量，功率。比例定律的定义：同一台水泵，当叶轮直径不变，而改变转速时，其性能的变化规律。

Q1/Q2=N1/N2,H1/H2=(N1/N2)平方，

P1/P2="(N1/N2)立方。

Q,H,P分别是相应转速N时的流量，扬程，轴功率。

3、流量与转速成一次方关系：Q1/Q2 = n1/n2；

扬程与转速成二次方关系：H1/H2 = ( n1/n2 ) 2

电机轴功率与转速成三次方关系：P1/P2 = ( n1/n2 ) 3

由上述推导可以知道，电机转速公式：

n=60f/p，

其中，n为电机同步转速，

f为供电频率，

p为电机极对数，可知电机供电频率f与转速成正比。这样频率与流量、扬程及电机轴功率也有上述的n次方（n=123）比例关系。

流量与转速成一次方关系：Q1/Q2 = n1/n2

扬程与转速成二次方关系：H1/H2 = ( n1/n2 ) 2

电机轴功率与转速成三次方关系：P1/P2 = ( n1/n2 ) 3

1、当假定泵的效率不变时，泵的流量、压头、轴功率与转速的关系可近似用比例定律计算，即

Q2/Q1=n2/n1，H2/H1=（n2/n1）²，N2/N1=（n2/n1）³

式中：Q1、H1、N1

离心泵转速为n1

时的流量、扬程和功率。

Q2、H2、N2

离心泵转速为n2

时的流量、扬程和功率。

上面的一组公式称为比例定律。当转速变化小于20%时，可认为效率不变，用其进行计算误差不大。

流量的变化和转速的（一次方）成正比，扬程的变化与转速的平方成正比；轴功率的变化与转速的3次方成正比。转速降低1/2，流量也降低1/2，扬程降低1/4，轴功率降低1/8。Q'/Q=n'/nH'/H=(n'/n)2N'/N=(n'/n)3。

把相似定律应用到不同转速运行的同一台叶片泵，流量,扬程,功率与转速之间的比例关系：

Q1/Q2 = n1/n2

H1/H2 = (n1/n2)^2

N1/N2 = (n1/n2)^3

Q、H、N分别表示流量、扬程、功率，下标1相对于转速1的物理量，下标2相对于转速2的物理量。

水泵的流量降低，转速一般不会变化，电机的功率一般会变化。

不同类型的水泵有不同的流量-功率曲线。下面只以最常见的离心泵作例子，说明流量与其他水泵参数的关系。典型的离心泵流量-功率曲线如下图的P-qv曲线(红色线)所示。

根据流量-功率曲线，可以看到随流量的增加，功率接近线性增加，随流量减少，功率也是近线性减少。

其实泵的轴功率P=ρgQH/（1000ηk），其中

H：为扬程,单位m,

Q：为流量,单位为m3/s,

η：为泵的效率，一般0.7-0.85，

P：为轴功率，单位kw，

k：匹配系数，小功率一般取1.25，

ρ：工作介质密度，一般是水。

因此对于指定的一台水泵，理论上功率与流量成正比。实际上，随流量改变，水泵的效率会改变，所以只能是接近正比例变化。

运行中的水泵转速一般只取决于水泵动力机（电机、柴油机等）的转速，水泵的流量一般无法影响其转速。但在设计水泵时，流量是跟转速有关，其他设计参数不变时，水泵的转速高则水泵的流量大。

理论上理解，提高水泵转速后，流量和扬程都会随之提高。如果不考虑电机功率、水泵效率、管道内部流体阻力等与水泵的转速或流量增加相关联的问题，在一定范围内水泵的转速与流量应成线性正比关系。

至于对离心式水泵吸程的影响，转速提高后也会有所提升，但受到安装使用地点大气压的限制，水泵的吸程不可能任意提升的。

高压水泵电动机——这种名称（叫法）有问题，是高压水泵由电动机带动的吧。在水泵名牌上有水泵的扬程（米）、流量（升/分）两个数据，还有要求的转速（转/分）。有的还有进、出口的尺寸。意思是：泵在所要求的转速时转动，泵就可以提供这么大的流量，可使水上升这么多米高。把这流量除以转速，就是泵每转提升的水量。即泵转一圈就提升这么多水。这就是流量和转速的关系。把流量除以进口的截面积，就是泵提升水的流速。把流量除以出口的截面积，就是泵压出水的流速。计算公式都在上面说的里面了。但要注意单位的统一。

扬程和流量成反比。轴功率和流量成正比。效率与流量成正比但有一个最高点之后就会下降。转速和流量成正比，和扬程成正比平方，和轴功率成正比三次方。

扬程：

单位重量液体流经泵后获得的有效能量。是泵的重要工作性能参数，又称压头。可表示为流体的压力能头、动能头和位能头的增加，即

H=(p2-p1)/ρg+(c2^2-c1^2)/2g+z2-z1

式中 H——扬程，m；

p1，p2——泵进出口处液体的压力，Pa；

c1，c2——流体在泵进出口处的流速，m/s；

z1，z2——进出口高度，m；

ρ——液体密度，kg/m3；

g——重力加速度，m/s2。

流量：

转轮（叶轮）公称直径为1m，在1m水头（扬程）下的水力机械过流量，由流量相似关系导出，用Q11表示，单位为m3/s。

功率：

功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。功的数量一定，时间越短，功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间。功率表征作功快慢程度的物理量。单位时间内所作的功称为功率，用P表示。故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。