管路特性曲线与水泵性能曲线在定义上有何区别

一、离心泵的特性曲线定义

当转速n为常量时，列出扬程（H）、轴功率（N）、效率（η）以及允许吸上真空高度（Hs）等随流量（Q）变化的函数关系，即：H = f（Q）；N = F（Q）；Hs = Ψ（Q）；η = φ（Q），我们把这些方程关系用曲线来表示，就称这些曲线为离心泵的特性曲线。

离心泵的特性曲线是液体在泵内运动规律的外在表现形式，这三条曲线需要根据试验的方 法（采用离心泵特性曲线的测定装置，逐渐开启水泵出口阀门改变其流量，测得一系列的流量及相应的扬程和轴功率，然后将H一Q、N —Q、η一Q曲线绘制在同一张坐标纸上，即为一定型式离心泵在一定转速下的特性曲线），不同的水泵特性曲线不同，水泵的特性曲线由设备生产厂家提供。严格意义上讲，每一台水泵都有特定的特性曲线。

在水泵特性曲线上，对应任意流量点都可以找到一组与其相对应的扬程、轴功率和效率值，通常把这一组相对应的参数称为工况，其对应最高效率点的一组工况称为最佳工况。

在生产实践中，水泵的运行工况点是通过管路的特性曲线与水泵的特性曲线确定的（M工况点，见下图）。在选择和使用泵时，使水泵在高效区运行，以保证运转的经济和安全。

二、影响离心泵特性曲线的因素

离心泵的特性曲线与很多因素有关，如液体的粘度与密度、叶轮出口宽度、叶片的出口安放角与叶片数及离心泵的压出室形状等均会对离心泵的特性曲线产生影响。

1、叶轮出口直径对性能曲线的影响

在叶轮其它几何形状相同的情况下，如果改变叶轮的出口直径，则离心泵的特性曲线平行移动，见下图。

根据这一特性，水泵制造厂和使用单位可以采用车削离心泵叶轮外径的方法改变一台泵的性能范围，以使泵的性能更适合实际运行需要。例如，某厂的一台离心式循环泵，其运行压力偏高，为降低压力，将叶轮外径由270mm车削到250mm后，在流量相同的情况下，压力下降，给水泵的电机电流减小，满足了运行的要求。

2、转速与性能曲线的关系

同一台离心泵输送同一种液体，泵的各项性能参数与转速之间的关系式为：

Q1/Q2 = n1/n2

H1/H2 = (n1/n2)2

Nl/N2 = (n1/n2)2

三、理论特性曲线的定性分析

1、理论扬程特性曲线的定性分析

由 HT =中，将C2u = u2 - C2rctgβ2 代入，可得：

HT =（u2 - C2rctgβ2）

叶轮中通过的水量可用此式表示：QT = F2C2r，也即：C2r =

式中QT：泵理论流量（m3/s）；F2：叶轮的出口面积（m2）；C2r：叶轮出口处水流绝对速度的径向（m/s）。

所以：HT =（u2 - ctgβ2）

式中β2、F2均为常数。当水泵转速一定时，u2也为常数。

故：HT = A–B QT 是一个直线方程。其斜率是用β2来反映的：

β2>90º时，HT = A + B QT，后弯式，上倾直线，扬程随流量的增加而减小。

β2= 90º时，径向式，是一条水平直线，扬程不随理论流量的变化。

β2<90º时，HT = A–B QT，前弯式，是一条下倾直线，理论扬程随理论流量的增加而增加。

四、实测特性曲线的讨论

它反映泵的基本性能的变化规律，可做为选泵和用泵的依据。各种型号离心泵的特性曲线不同，但都有共同的变化趋势。

1、每一个Q都对应于一定的H，N，η，Hs。

2、Q－H曲线是一条不规则的下倾曲线。

（1）设计工况点。最高效率点，水泵在该点工作效率最高。　

（2）水泵高效工作段。是水泵效率较高的工作范围，最高效率点10%左右范围内作为水泵的高效工作段，选泵时，应使设计流量和扬程落在高效段内。

3、Q—N曲线

N随着Q的增大而增大，闭闸启动：水泵启动前，压水管路闸阀是全闭的，待电动机运转正常后，压力表读数达到预定数值时，再逐步打开闸阀，使水泵工作正常运行。

Q—N曲线，指的是水或某种特定液体时的轴功率与流量之间的关系，抽升的液体容重不同时，要换算。

4、Q—Hs曲线

该曲线上各点的纵坐标，表示水泵在相应流量下工作时，水泵做允许的最大限度的吸上真空高度值。不表示水泵在某点（Q，H）点工作的实际吸水真空值。实际的Hs必须小于Q—Hs曲线上的相应值。

5、被输送液体的重力密度和粘度等对特性曲线的影响。所输送的液体粘度愈大，泵内的能量损失愈大，水泵的扬程和流量都要减小，效率要下降，而轴功率增大。因此，如果被输送液体的粘度与试验条件不符时，则Q－H，Q－N，Q－η，Q－Hs要进行换算后才能使用，不能直接套用。