3 性能、设计
3.1 工况点 operating point
性能曲线上表示泵实际运行状况的点,是扬程曲线和阻力曲线的交点。
3.2 规定点 specified point
性能曲线上规定流量和规定扬程所确定的点。
3.3 最高效率点 maximum efficiency point
泵性能曲线上效率最高的点。
3.4 扬程 pump total head
H
出口总水头和入口总水头的代数差。
注:扬程的单位为米(m)。
3.5 关死扬程 shut off head
H0
泵流量为零时的总水头。
注:关死扬程的单位为米(m)。
3.6 规定扬程 specified pump head
Hsp
对应于合同单上规定流量的总水头。
注:规定扬程的单位为米(m)。
3.7 静扬程 total static head
总静压头
Ha
泵装置上吐出液面和吸入液面之间总水头之差。
注1:等于几何高度加上吐出液面和吸入液面之间的压力水头之差。
注2:静扬程的单位为米(m)。
3.8 理论扬程 theoretical pump head
HT
叶轮给予单位质量液体的能量,通常指未考虑泵内损失时的理论值。
注:理论扬程的单位为米(m)。
3.9 出口总水头 outlet total head
H2
换算到基准面上的泵出口截面处的总能量。
注:出口总水头的单位为米(m)。
3.10 入口总水头 inlet total head
H1
换算到基准面上的泵吸入口截面处的总能量。
注:入口总水头的单位为米(m)。
3.11 排出压力 discharge pressure
pd
泵出口轴线与出口截面交点处的流体静压力(绝对压力)的积分平均值。
注:排出压力的单位为兆帕(MPa)。
3.12 吸入压力 suction pressure
ps
泵入口轴线与入口截面交点处的流体静压力(绝对压力)的积分平均值。
注:吸入压力的单位为兆帕(MPa)。
3.13 排出压头 discharge head
换算到泵基准面上的排出口压力水头。
注:排出压头的单位为米(m)。
3.14 吸入压头 suction head
换算到泵基准面上的吸入口压力水头。
注:吸入压头的单位为米(m)。
3.15 几何高度 geometric height
吸入液面和吐出液面之间的高度差。
注:几何高度的单位为米(m)。
3.16 泵基准面 reference plane
计算排出、吸入水头时确定位置水头基准的水平面。是通过叶轮叶片进口边的外端所描绘的圆的中心的水平面(参见图16)。
注:对于多级泵以第一级叶轮为基准;对于立式双吸泵以上部叶片为基准。
3.17 汽蚀余量 net positive suctionhead;NPSH
相对NPSH基准面的入口绝对总水头与汽化压力水头的差。用式(1)表示:
式中:
NPSH——汽蚀余量,单位为米(m);
H1——泵入口总水头,单位为米(m);
zD——NPSH基准面的高度,单位为米(m);
pamb——大气压力,单位为帕斯卡(Pa);
pv——泵输送液体的汽化压力,单位为帕斯卡(Pa);
ρ1——泵入口处的密度,单位为千克每立方米(kg/m³);
g——重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s)。
3.18 有效汽蚀余量 available NPSH;NPSHA
由装置条件确定的、规定流量下可获得的(可利用的)NPSH。
注:有效汽蚀余量的单位为米(m)。
3.19 必需汽蚀余量 required NPSH;NPSHR
在规定的流量、转速和输送液体的条件下,泵达到规定性能的最小汽蚀余量(出现可见汽蚀、汽蚀引起的噪声和振动的增大、扬程或效率开始下降、给定降幅的扬程或效率、汽蚀侵蚀限度)。
注1:其值由制造厂家/供方给出。
注2:必需汽蚀余量的单位为米(m)。
3.20 NPSH3
泵第一级扬程下降3%时的汽蚀余量,作为标准基准用于表示性能曲线。
注:NPSH3的单位为米(m)。
3.21 临界吸上真空高度 critical suction vacuum
最大吸上真空度
Hsc
泵入口液体压力小于大气压力的极限值。
注:临界吸上真空高度的单位为米(m)。
3.22 允许吸上真空高度 allowable suction vacuum
Hsa
对于不同类型的泵和不同的使用条件,考虑一定安全裕量的吸上真空高度。
注:允许吸上真空高度的单位为米(m)。
3.23 比转数 specific speed
ns
以泵在最佳效率点的转速、叶轮入口的流量(单吸泵取总流量、双吸泵取二分之一流量)和最大叶轮直径时单级扬程表示的特征量。用式(2)表示:
式中:
ns——比转数;
n——泵转速,单位为转每分(r/min);
Q——流量(双吸泵取1/2流量),单位为立方米每秒(m³/s);
H——扬程(多级泵取单级扬程),单位为米(m)。
3.24 汽蚀比转数 suction specific speed
c
以泵在最佳效率点的转速、叶轮入口的流量(单吸泵取总流量、双吸泵取二分之一流量)和首级叶轮直径最大时最佳效率点的NPSH3表示的泵汽蚀性能的特征量。用式(3)表示:
n——泵转速,单位为转每分(r/min);
Q——流量(双吸泵取1/2流量),单位为立方米每秒(m³/s);
NPSHR——必需汽蚀余量,单位为米(m)。
k
按最佳效率点计算的无因次的量,用式(4)表示:
n——泵转速,单位为转每分(r/min);
Q——流量(双吸泵取1/2流量),单位为立方米每秒(m³/s);
g——重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s²);
H——扬程(多级泵取单级扬程),单位为米(m)。
Q
每单位时间内泵出口截面排出液体的体积。
Qr
保证点的流量。
n
每单位时间内轴、联轴器或叶轮的转数。
注:转速的单位为转每分(r/min)。
有效功率
泵传递给输出液体的功率,用式(5)表示:
Q——流量,单位为立方米每秒(m³/s);
H——扬程,单位为米(m);
γ——重度,单位为牛每立方米(N/m³)。
轴功率
驱动机传递给泵的功率。
Pgr
泵驱动机吸收的功率。
泵输出功率与输入功率之比的百分数。用式(6)表示:
Ph——泵输出功率,单位为千瓦(kW);
P2——泵输入功率,单位为千瓦(kW)。
Pm
轴承、轴封等机械摩擦阻力及叶轮盖板外侧与液体摩擦阻力所消耗的功率。
泵输入功率和机械损失之差与输入功率之比的百分数。用式(7)表示:
P2——泵输入功率,单位为千瓦(kW);
Pm——机械损失,单位为千瓦(kW)。
泵的扬程与理论扬程之比的百分数。
泵的输出功率与驱动机输入功率之比的百分数。用式(8)表示:
Ph——泵输出功率,单位为千瓦(kW);
Pgr——驱动机输入功率,单位为千瓦(kW)。
ηmax;ηopt;ηBEP
在给定工作条件下,泵效率达到的最大值。
ηG
制造单位保证能达到的泵效率。
泵在一定转速下,扬程、轴功率、效率等与流量之间的关系。
由泵种类和形状所决定的,与泵大小无关,表示泵性能上的特点、特征等。
用图表示泵性能的曲线。
注:此图称为性能曲线图。
用图表示泵特性的曲线。
泵性能的保证值与试验结果之差的允许范围。
包括泵正转、反转、正流、倒流全部特征。一般泵特征是正转正流,反转倒流为水轮机工况,正转倒流称为制动工况,反转正流称为反转泵工况。
n
切断原动机出力后,泵反转倒流情况下的最大转速。
性能曲线中表示流量与扬程的关系曲线。
性能曲线中表示流量与效率的关系曲线。
性能曲线中表示流量与轴功率的关系曲线。
在给定转速和液体的工作条件下,必需汽蚀余量与流量的关系曲线。
改变泵的转速、叶轮外径或叶片安放角所得到的数条扬程曲线上连接效率相同的点的曲线。
静扬程加上管路损失与流量的关系曲线。
由制造厂所规定的泵允许使用的流量区间。
泵工作范围内的流量上限值。
泵工作范围内的流量下限值。
c
相对于静止坐标系的液流速度。
ω
相对于旋转叶轮的液流速度。
u
旋转叶轮圆周方向的速度。
cm;ωm
液流子午面(含有轴心线的截面)上的速度。
注:轴面速度的单位为米每秒(m/s)。
由绝对速度、相对速度及圆周速度三个向量组成的三角形(参见图17)。
φ
泵特性中表示流量的无因次数。用式(9)表示:
cm2——液体受叶片排挤后的出口轴面速度,单位为米每秒(m/s);
u2——叶轮出口平均直径处的圆周速度,单位为米每秒(m/s)。
ψ
泵特性中表示扬程的无因次数。用式(10)表示:
cu2——液体受叶片排挤后的出口圆周速度,单位为米每秒(m/s);
u2——叶轮出口平均直径处的圆周速度,单位为米每秒(m/s);
H——扬程,单位为米(m);
g——重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s²)。
ku
叶轮出口圆周速度和扬程之间的比例常数。用式(11)表示:
u2——叶轮出口平均直径处的圆周速度,单位为米每秒(m/s);
g——重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s²);
H——扬程,单位为米(m)。
P2——泵输入功率,单位为千瓦(kW);
γ——重度,单位为牛每立方米(N/m³);
g——重力加速度,单位为米每二次方秒(m/s²);
A2——叶轮出口面积,单位为平方米(m²);
u2——叶轮出口平均直径处的圆周速度,单位为米每秒(m/s)。
σ
必需汽蚀余量或有效汽蚀余量与扬程的比值。
Fa
Fr
由于泵运转工况不同,涡壳内压力分布不均匀,因而产生的作用在泵轴上的垂直于泵轴的力。