基本理论
在分别讨论水泵各种特性之前，先说明流量（flow capacity）、扬程（lift）、功率(power)及效率（efficiency）等泵的基本要领。
（一）流量
在单位时间内泵所输送的液体体积称为流量Q，通常以m3/s、L/S（SI制）或GPM表示。另单位时间内泵所输送的液体重量称为重量流量G，以kgf/s或lb/s表示。一般在水泵应用中，较少使用重量流量。
1
〔LPM〕=60〔LPS〕
1
〔GPM〕=3.785〔LPM〕
（二）扬程
水泵的总扬程（total lift）一般简称为扬程，系指单位重量之液体在水泵的出口处及入口处所具有的能量差，亦即为水泵所供给液体之能量，其值为水泵所供给之压力能、动能及位能的总和。若以H表示泵的总扬程，Gd及Gs各为泵出水口及入水口处测量点的压力，为液体的比重量，Zd及Zs分别为出水口及入水口两量测点高度，其差为Z=Zd-Zs,Vd及Vs各为出水口及入水口处量测点的平均速度。吸入侧之扬程为Hs ,吸入侧之损失水头为hs ， 吐出侧之扬程为Hd,吐出侧之损失水头为hd ,吐出之速度水头为vd2/2g。
离心泵的孔蚀现象
在水泵的运转中，由于吸水高度过大或转速过高，而使水泵的最低压力小于当时温度的饱和蒸汽压时，该处的水即发生蒸发而产生气泡；
当气泡随流体流入压力较高处时，因外界压力升高，气泡迅速破裂而产生噪音及振动现象，此称之为漩涡真空（cavitation）或孔蚀现象，通常气泡发生于水泵叶轮的入口低压处（如图2-19），沿叶片移动至叶片末端高压处而破裂，气泡破裂时，会产生很大的压力，撞击叶片而造成孔蚀现象（如图2-20），大规模的孔蚀会使水泵的扬程，动力及效率都急剧下降，严重时，泵的功能全失。
（二）需要净正吸入水头RNPSH
造成水泵入口处压力降低的原因，包括液体流入叶轮入口的冲击损失
和壁面的摩擦损失，以及部分压力水头转换成速度水头，此等压力降的总和，称为需要净正吸入水头（required net positive suction head）,简称RNPSH，此值通常正比于流量或流速之平方。
→ 若欲使水泵内不发生孔蚀现象，需使进入水泵内的水，经过上述压力降后，仍具有正值的压力水头，亦即：
NPSH
—RNPSH﹥0 (RNPSH值可由厂商型录查知—性能曲线）
→也就是说，净正吸入水头要大于需要净正吸入水头，而这两项的差值即：NPSH—RNPSH，称为可用净正吸入水头 (available net positive sution head),简称ANPSH或余裕水头。
其意义为在不发生孔蚀的情况，吸入压力尚可降低之量。
例题6.3.2
使用一单吸式离心泵输送120℃之淡水，流量为1.25m3/min，水泵转速为1940rpm，若吸水管路线损失扬程为1.2m,若要避免发生孔蚀，最小实际吸入扬程应为多少？
（令RNPSH=78.8×10-6×rpm4/3×Q2/3）
解：120℃之水，其比重γ=943kgf/m3 , 蒸汽压PO=2.02kgf/cm2abs
因此饱和蒸汽水头Hv为：Hv = Pv /r =（2.02*104）/ 943 = 21.4m
由题意已知：
hls =1.2m N=2940rpm Q=1.25m3/min
RNPSH = 8.8×10-6×29404/3×1.252/3 =3.85m
NPSH = Ha + Hsamin – hls – Hv = RNPSH
Hsamin
≥3.85+1.2+21.4－(10330/943)=15.5m
(
三)离心泵的水鎚现象
水泵在运转中，突然停电而致动力中断或排水阀突然断闭﹑开放时，
由于水的流体速度变化产生压力急剧变化，而形成一连串压力波在管路中振荡，造成对水泵及管路损坏的现象，此现象称为水鎚现象（Water harmmer），防止水鎚现象产生的方法，有以下几种：
1
：于水泵转轴上装置飞轮，增加转动惯性矩，减缓动力停止时速度的下降。
2
：于管路中加装缓冲储水池，缓和管路内的压力变动。
3
：装设空气室，利用空气之可压缩性，缓和管路内压力之上升及下降。
4
：控制阀门关闭之速度，第一段阀门急速关闭，使逆流量及逆转减少，第二段缓闭，以减轻阀在阻挡逆流时压力之上升。
系统曲线与性能曲线
在一設計或现有的泵送管系中，各种状况下的点绘曲线甚有助于该系统的特性分析。系统曲线（system curve）为一泵送系统中，摩擦头损失与液体流率及液体特性之函数曲线。在一指定系统中，摩擦头损失大的随系统中流体流量的平方而变。如图2-2所示。
图2-3之曲线与联合系统曲线，既点绘系统中静压头及任何压力差之曲线，重叠于水泵性能曲线（HQ曲线）于系统水头曲线之上，得一点。在此点一特定泵将在该点下工作。是故，在图2-3中，点A表示泵之水头容量工作状态。如果该系统中，将阀部分关闭，或以其他方式使系统水头之曲线斜度变更，亦即改变系统中之阻力时，即得如虚线之人系统水头曲线，水泵之新工作点即会转到容量较小而水头较高之处，但仍在水泵之性能特性曲线之上。
（一）系统曲线（system curve）
① 在升力系统曲线（No lifit systemcurve ）—当泵送管系之中无升力存在（图2-4），系统水头曲线自零流量及零水头開始。如本管系中要有900gpm之流率，其摩擦可计算如下：
（二）性能曲线（performacce curve）
水泵在一定的转速N及细入扬程Hs下，流量Q与总扬程H、动力L、效率η间有一定关系，通常以流量为横坐标，其余各项为纵坐标，用曲线表示其间之变化关系，此种曲线采用泵之特性曲线（characteristic curve），若仅表示流量与总扬程之间关系则称之为性能曲线。
假定系统需求为1750gpm于226ft 水头处，如点C。
再设当2号泵启动时1号泵正在单独运转，1号泵之226ft水头，将施压于2号泵的止逆阀上，使阀关闭。
因226ft水头大于2号泵的223ft关闭水头（shutoff head），如点A。
因此当2号泵转速渐增至关断水头时，也只有223ft，并不能打开对方施压的226ft，因之泵不能泵送水量至系统中。
有另种方法可以克服此种困难。
考虑在图2-11之两泵，1号正泵送1750gpm处，靠节流此泵之排出阀，
系统管路中B点以及予以2号泵止逆阀之压力能减低到2号泵关断水头以下。
2
号泵一开动，它能冲开止逆阀并承担了部分负荷。
此法以及其他各法能使第二泵加入系统工作，通常需要作谨慎计时及开关阀的手续。
流量分担 - 二泵具有下垂HQ曲线（图2-15），可能不会平均承担流量，虽然它们在水利学上效应相同，并有同样的速度亦复如此。
例如，要泵送2250gpm，如F点。但也可使一泵工作于C点，1750gpm，其他一泵工作于500gpm，如G点。此二种情况之水头均相同。因之，我们不能确定二泵能有稳定的工作状态。
→ 两泵均具有下垂之HQ曲线（图2-15），
而容量又低于使系统水头超过了泵的关断水头时，不宜并联使用。
在图2-15中，一泵之2100gpm，223ft水头处，如H，或二泵之4200gpm，于同一水头，J点。
当二泵工作于此点或更高的容量的时，它们在HQ曲线中的稳定部分，并能作相等的流量分担。同时，一泵不能分担全部负荷而关断另一泵。
工作上的要求：当二泵在一节流中并联工作，它们应：
（1）应有稳定升高HQ曲线直到关断点，
（2）在它们在可能的工作水头范围下具有相同的效率减低百分数，或至少在此整个范围中能泵送一些液体。
通常二或多个泵具有稳定的HQ曲线以及相等的关断水头者，在它们较低的容量下，能分担大约相同的符合。
串联系统—两水泵串联运转时，其串联后之扬程为同一流量下两泵单独运转扬程之和，如图2-16（a）所示为两台之特性相同的水泵串联，曲线I为单独水泵之性能曲线，曲线II为串联后之组合性能曲线。II定在同一流量下的I之扬程加后而得，若系统曲线为R时，得到运转点为A，每台水泵之扬程均为HI，串联后之扬程HII为HI之两倍，即HII=HI+HI=2HI
图2-16（b）所示为特性不同的两泵串联，曲线Ia、Ib为各水泵单独运转之性能曲线，串联后之性能曲线II为同一流量下Ia、Ib两水泵扬程相加而得。当系统曲线为R时，运转点为A，两水泵之运转点分别为B及C，扬程为HIa、HIb，则串联后之扬程HII为HII=HIa+Hib
若系统曲线变平时，运转点可能落在II（Ib）范围，此时仅有泵Ib动作。
a
）一个水泵单独运转时，运转点为H及HF二线之相交之点，即
H = HF
或 490-0.26Q2=100+1.5 Q2
得出 Q = 14.9kgal/min
b
）两个水泵并联时，若全部流量为Q，则每台单独之流量为Q/2，因此
490 - 0.26
（Q/2）2 = 100 + 1.5 Q2得出 Q = 15.8kgal/min
c
）两个水泵串联运转时，其扬程为各台泵单独运转时扬程之和，因此
2H = HR
即 2（490 - 0.26 Q2）= 100 + 1.5 Q2
得出 Q = 20.9kgal/min
泵之故障
（一）泵的故障
由于运转，离心泵会有很多故障，这些有故障的位置，以及它的成因讨论如下。
a
）流量或扬程减少，以及不能送水
1
、泵没有启动
2
、低速度
3
、总动力头高于泵的定额
4
、升力太高，正常的升力为15ft
5
、外来物塞住在叶轮中
6
、反方向的旋转
7
、在水中有过多的空气
8
、在进入管中或填料函中，空气有泄漏
9
、不足够的进入压力，难以对抗液体蒸汽的压力
10
、机械的缺陷，诸如磨损的环、损坏的动叶轮，以及有缺陷的密合垫
11
、底阀太小，或是破碎碎屑所限制
12
、底阀或进入管太浅
b
）泵在开动后振动
1
、没有对准
2
、基础不够结实
3
、外来物使动叶轮不平衡
4
、机械的毛病，诸如弯轴，旋转件与固定件摩擦，以及轴承有磨损
5
、泵运转造成涡旋真空现象
定流量(三通)与变流量(二通)系统特性及应用分析
以下介紹各種定流量(三通)與變流量(二通)系統之特性及應用分析
工程实务范例参考
管路内的压力线图
关于密闭管路的负压
密闭管路处于负压状态时，不仅无法順利排气，而且还会引起气水分离以及
气穴现象，因流动变坏会引起管路腐蚀性等，也造成管路損壞與机器效率下降。
为了避免上述的障碍,通过管路内的压力线图来确定,管路必须要保持一定的正压。
①作静水头点：根据管路图-1，先标出管路图1中水箱在一定的水位，A-D之产为4mAq，E-J之间为24mAq。并且D-E之间，J-A之间的每个位置也可以确定。
②标出D点的压力：
作好静水头压力线图后，下步标出各运转时的压力。
因为D点为水箱加压点，压力固定，作与静水头同压力位置。
③作D-E-F点的压力
D
点到E点与静水头相比压力下降为 0.4mAq + 20mAq - 2mAq = 22 mAq，
同样E点到F点为 22 mAq -1.6mAq = 20.4 mAq。
④作F-G点压力
F
点到G点，因为冷冻机等的压力损失，机器压力损失下降10 mAq。
所以得到20.4 mAq - 10 mAq = 10.4 mAq
⑤作G-H点的压力
G
点到H点压力损失比下降，压力为10.4 mAq-0.4 mAq=10 mAq。
⑥作H-I的压力
从H点到I点，因泵的扬程，压力上升23.8mAq
所以得到10 mAq+23.8 mAq =33.8 mAq
⑦作I到J点压力
从I点到J点，压力损失下降，但到压力为33.8mAq-0.4mAq=33.4 mAq
⑧作J点到A点的压力
因为J点到A点压力损失压力下降与静水头下降，得到压力为：
33.4 mAq - 2 mAq - 20 mAq = 11.4 mAq
⑨作A点到B点的压力
从A点到B点，压力损失而压力下降，得到压力为 11.4 mAq - 1.2 mAq = 10.2 mAq
⑩作B点到C点的压力
从B点到C点，因为AHU的压力损耗，压力损失5 mAq。
所以压力为 10.2 mAq - 5 mAq = 5.2 mAq
11
、作C点到D点的压力
C
点到D点压力损失而使压力下降，点D压力 5.2 mAq - 1.2 mAq = 4.0 mAqm，与膨胀水箱的加压点相接。
压力高于静水头时，泵浦就会加压。加压的程度由管路及联接形式的耐压而定。
全部回复（5 ）
只看楼主 我来说两句-
小谢wx
沙发
学习一下啊。。。1111
2017-01-05 09:00:05
赞同0
-
awfkdpv
板凳
感谢楼主分享
2016-12-27 11:43:27
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