離心泵是我們接觸較多的泵類(lèi)，它在企業(yè)生產(chǎn)和生活供水中扮演著重要的角色。由此我們有必要了解一下離心泵的調(diào)節(jié)流量方式以及計(jì)算流量方法。
離心泵常用調(diào)節(jié)方式：
離心泵在水利、化工等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，對(duì)其工況點(diǎn)的選擇和能耗的分析也日益受到重視。所謂工況點(diǎn)，是指水泵裝置在某瞬時(shí)的實(shí)際出水量、揚(yáng)程、軸功率、效率以及吸上真空高度等，它表示了水泵的工作能力。通常，離心泵的流量、壓頭可能會(huì)與管路系統(tǒng)不一致，或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，需要對(duì)泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，其實(shí)質(zhì)是改變離心泵的工況點(diǎn)。除了工程設(shè)計(jì)階段離心泵選型的正確與否以外，離心泵實(shí)際使用中工況點(diǎn)的選擇也將直接影響到用戶(hù)的能耗和成本費(fèi)用。因此，如何合理地改變離心泵的工況點(diǎn)就顯得尤為重要。油桶泵
離心泵的工作原理是把電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被提升液體的動(dòng)能和勢(shì)能，是一個(gè)能量傳遞和轉(zhuǎn)化的過(guò)程。根據(jù)這一特點(diǎn)可知，離心泵的工況點(diǎn)是建立在水泵和管道系統(tǒng)能量供求關(guān)系的平衡上的，只要兩者之一的情況發(fā)生變化，其工況點(diǎn)就會(huì)轉(zhuǎn)移。工況點(diǎn)的改變由兩方面引起：一.管道系統(tǒng)特性曲線(xiàn)改變，如閥門(mén)節(jié)流；二.水泵本身的特性曲線(xiàn)改變，如變頻調(diào)速、切削葉輪、水泵串聯(lián)或并聯(lián)。膠體磨
下面就這幾種方式進(jìn)行分析和比較：
一、閥門(mén)節(jié)流
改變離心泵流量最簡(jiǎn)單的方法就是調(diào)節(jié)泵出口閥門(mén)的開(kāi)度，而水泵轉(zhuǎn)速保持不變(一般為額定轉(zhuǎn)速)，其實(shí)質(zhì)是改變管路特性曲線(xiàn)的位置來(lái)改變泵的工況點(diǎn)。如圖1所示，水泵特性曲線(xiàn)Q-H與管路特性曲線(xiàn)Q-∑h的交點(diǎn)A為閥門(mén)全開(kāi)時(shí)水泵的極限工況點(diǎn)。關(guān)小閥門(mén)時(shí)，管道局部阻力增加，水泵工況點(diǎn)向左移至B點(diǎn)，相應(yīng)流量減少。閥門(mén)全關(guān)時(shí)，相當(dāng)于阻力無(wú)限大，流量為零，此時(shí)管路特性曲線(xiàn)與縱坐標(biāo)重合。從圖1可看出，以關(guān)小閥門(mén)來(lái)控制流量時(shí)，水泵本身的供水能力不變，揚(yáng)程特性不變，管阻特性將隨閥門(mén)開(kāi)度的改變而改變。這種方法操作簡(jiǎn)便、流量連續(xù)，可以在某一最大流量與零之間隨意調(diào)節(jié)，且無(wú)需額外投資，適用場(chǎng)合很廣。但節(jié)流調(diào)節(jié)是以消耗離心泵的多余能量(圖中陰影部分)來(lái)維持一定的供給量，離心泵的效率也將隨之下降，經(jīng)濟(jì)上不太合理。
二、變頻調(diào)速
工況點(diǎn)偏離高效區(qū)是水泵需要調(diào)速的基本條件。當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速改變時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度保持不變(通常為最大開(kāi)度)，管路系統(tǒng)特性不變，而供水能力和揚(yáng)程特性隨之改變。如圖2所示，A為水泵平衡工況點(diǎn)(也稱(chēng)工作點(diǎn))，對(duì)應(yīng)效率ηa。欲減小流量，可將轉(zhuǎn)速降低，此時(shí)工況點(diǎn)為B，對(duì)應(yīng)效率ηb，水泵仍處于高效區(qū)內(nèi)。如果采用閥門(mén)節(jié)流的方法來(lái)調(diào)節(jié)，則工況點(diǎn)為C，對(duì)應(yīng)效率為ηc，泵的效率下降。由此可見(jiàn)，在所需流量小于額定流量的情況下，變頻調(diào)速時(shí)的揚(yáng)程比閥門(mén)節(jié)流小，所以變頻調(diào)速所需的供水功率也比閥門(mén)節(jié)流小，圖2中的陰影部分表示的就是變頻調(diào)速所節(jié)約的供水功率。很顯然，與閥門(mén)節(jié)流相比，變頻調(diào)速的節(jié)能效果很突出，離心泵的工作效率更高。另外，采用變頻調(diào)速后，不僅有利于降低離心泵發(fā)生汽蝕的可能性，而且還可以通過(guò)對(duì)升速/降速時(shí)間的預(yù)置來(lái)延長(zhǎng)開(kāi)機(jī)/停機(jī)過(guò)程，使動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩大為減小，從而在很大程度上消除了極具破壞性的水錘效應(yīng)，大大延長(zhǎng)了水泵和管道系統(tǒng)的壽命。
三、切削葉輪
當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關(guān)。對(duì)同一型號(hào)的泵，可采用切削法改變泵的特性曲線(xiàn)。設(shè)離心泵原葉輪直徑為D、流量為Q、揚(yáng)程為H、功率為P，切削后的葉輪直徑為D′、流量為Q′、揚(yáng)程為H′、功率為P′，則其相互關(guān)系為：
上述三式統(tǒng)稱(chēng)為泵的切削定律。切削定律是建立在大量感性試驗(yàn)資料基礎(chǔ)上的，它認(rèn)為如果葉輪的切削量控制在一定限度內(nèi)（此切削限量與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)），則切削前后水泵相應(yīng)的效率可視為不變。切削葉輪是改變水泵性能的一種簡(jiǎn)便易行的辦法，即所謂變徑調(diào)節(jié)，它在一定程度上解決了水泵類(lèi)型、規(guī)格的有限性與供水對(duì)象要求的多樣性之間的矛盾，擴(kuò)大了水泵的使用范圍。當(dāng)然，切削葉輪屬不可逆過(guò)程，用戶(hù)必須經(jīng)過(guò)精確計(jì)算并衡量經(jīng)濟(jì)合理性后方可實(shí)施�！ �
四、水泵串聯(lián)和并聯(lián)
水泵串聯(lián)是指一臺(tái)泵的出口向另一臺(tái)泵的入口輸送流體。以最簡(jiǎn)單的兩臺(tái)相同型號(hào)、相同性能的離心泵串聯(lián)為例：如圖3所示，串聯(lián)性能曲線(xiàn)相當(dāng)于單泵性能曲線(xiàn)的揚(yáng)程在流量相同的情況下迭加起來(lái)，串聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚(yáng)程都比單泵工作點(diǎn)B的大，但均達(dá)不到單泵時(shí)的2倍，這是因?yàn)楸么?lián)后一方面揚(yáng)程的增加大于管路阻力的增加，致使富余的揚(yáng)程促使流量增加，另一方面流量的增加又使阻力增加，抑制了總揚(yáng)程的升高�！ ∷么�(lián)運(yùn)行時(shí)，必須注意后一臺(tái)泵是否能夠承受升壓。啟動(dòng)前每臺(tái)泵的出口閥都要關(guān)閉，然后順序開(kāi)啟泵和閥門(mén)向外供水。
水泵并聯(lián)是指兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的泵向同一壓力管路輸送流體，其目的是在壓頭相同時(shí)增加流量。仍然以最簡(jiǎn)單的兩臺(tái)相同型號(hào)、相同性能的離心泵并聯(lián)為例：如圖4所示，并聯(lián)性能曲線(xiàn)相當(dāng)于單泵性能曲線(xiàn)的流量在揚(yáng)程相等的情況下迭加起來(lái)，并聯(lián)工作點(diǎn)A的流量和揚(yáng)程均比單泵工作點(diǎn)B的大，但考慮管阻因素，同樣達(dá)不到單泵時(shí)的2倍�！ �
如果純粹以增加流量為目的，那么究竟采用并聯(lián)還是串聯(lián)應(yīng)當(dāng)取決于管路特性曲線(xiàn)的平坦程度，管路特性曲線(xiàn)越平坦，并聯(lián)后的流量就越接近于單泵運(yùn)行時(shí)的2倍，從而比串聯(lián)時(shí)的流量更大，更有利于運(yùn)作�！ �
五、結(jié) 論
閥門(mén)節(jié)流雖然會(huì)造成能量的損失和浪費(fèi)，但在一些簡(jiǎn)單場(chǎng)合仍不失為一種快速易行的流量調(diào)節(jié)方式；變頻調(diào)速因其節(jié)能效果好、自動(dòng)化程度高而越來(lái)越受到用戶(hù)的青睞；切削葉輪一般多用于清水泵，由于改變了泵的結(jié)構(gòu)，通用性較差；水泵串聯(lián)和并聯(lián)只適用于單臺(tái)泵不能滿(mǎn)足輸送任務(wù)的情況，而且串聯(lián)或并聯(lián)的臺(tái)數(shù)過(guò)多反而不經(jīng)濟(jì)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)從多方面考慮，在各種流量調(diào)節(jié)方法之中綜合出最佳方案，確保離心泵的高效運(yùn)行。
水泵流量計(jì)算公式是什么?在水泵使用過(guò)程中，常常需要計(jì)算水泵流量，但是不少人對(duì)水泵流量計(jì)算公式都不甚了解。下面，世界工廠泵閥網(wǎng)以潛水泵、齒輪泵為例，來(lái)為大家詳細(xì)介紹水泵流量計(jì)算公式。
單位時(shí)間內(nèi)泵排出液體的體積叫流量，流量用Q表示，計(jì)量單位：立方米/小時(shí)(m3/h),升/秒(l/s), L/s=3.6 m3/h=0.06 m3/min=60L/minG=Qρ G為重量ρ為液體比重。
水泵的軸功率(kw)=送水量(升/秒)×揚(yáng)程(米)/102×效率=流量×揚(yáng)程×密度×重力加速度。' \/ F% H- Q* X3 S
102是單位整理常數(shù)。8 K9 c( y4 V$ Q, y; S6 ~: W) Y' u: q
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水泵有效功率/水泵軸功率=泵的效率(一般50%--90%、大泵較高)
單位重量液體通過(guò)泵所獲得的能量叫揚(yáng)程。泵的揚(yáng)程包括吸程在內(nèi)，近似為泵出口和入口壓力差。揚(yáng)程用H表示，單位為 米(m)。! `7 F3 P6 I2 l' P, p
泵的效率指泵的有效功率和軸功率之比。η=Pe/P泵的功率通常指輸入功率，即原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率，故又稱(chēng)軸功率，用P表示。有效功率即：泵的揚(yáng)程和質(zhì)量流量及重力加速度的乘積。
潛水泵流量計(jì)算公式：
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60HZ流量×0.83=50HZ流量
60HZ揚(yáng)程×0.69=50HZ揚(yáng)程5 u1 q2 I9 p3 B0 N8 z3 Y& _
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60HZ功率÷1.728=50HZ電機(jī)功率/ P2 C2 j1 }/ w. k( s" W: o
電機(jī)輸出功率=Q(流量)×H(揚(yáng)程)/367.2/效率×1.15) P; d- O/ Q% V9 t9 {# ] Z5 ?/ O
- }" J4 C1 D6 a# B& y
電機(jī)輸出功率=軸功率×1.15
泵效率=Q×H×0.00272/電機(jī)功率
- e/ k- u' W2 u8 J/ N, m& x
Q表示流量;H表示揚(yáng)程;0.83/ 0.69/ 1.728/ 367.2/ 1.15/ 0.00272 等均為系數(shù). 4 u. |: P) ^+ y& c9 y& _
齒輪油泵流量計(jì)算公式為：$ T K9 w+ b) p& F" _+ p
|式中Z——齒數(shù);
n——轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分;
ηv——容積效率，對(duì)一般的齒輪油泵，其值可取為0.70~0.90;
q——兩齒之間坑的容積，立方米。
單位時(shí)間內(nèi)泵排出液體的體積叫流量，流量用Q表示；G=Qρ G為重量 ρ為液體密度
以水泵為例：+ X/ o' T2 m9 b9 f
水泵的軸功率(kw)=送水量(升/秒)×揚(yáng)程(米)/102×效率=流量×揚(yáng)程×密度×重力加速度。（102是單位整理常數(shù)。）# N, S) v) q# Y0 ]" ~ X
水泵有效功率/水泵軸功率=泵的效率(一般50%--90%、大泵較高)；單位重量液體通過(guò)泵所獲得的能量叫揚(yáng)程。泵的揚(yáng)程包括吸程在內(nèi)，近似為泵出口和入口壓力差。揚(yáng)程用H表示，單位為 米(m)。9 a3 z7 @: J4 R
泵的效率指泵的有效功率和軸功率之比：η=Pe/P；泵的功率通常指輸入功率，即原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率，故又稱(chēng)軸功率，用P表示。有效功率：即泵的揚(yáng)程和質(zhì)量流量及重力加速度的乘積" r; L8 G0 v9 |
潛水泵流量計(jì)算公式：+ _9 w, ]3 X2 }2 z V+ h. S
60HZ流量×0.83=50HZ流量
60HZ揚(yáng)程×0.69=50HZ揚(yáng)程
60HZ功率÷1.728=50HZ電機(jī)功率, X4 G+ [5 B6 {6 p# i* `! l
電機(jī)輸出功率=Q(流量)×H(揚(yáng)程)/367.2/效率×1.15
電機(jī)輸出功率=軸功率×1.15
泵效率=Q×H×0.00272/電機(jī)功率2 g4 p' `% \# A( L
Q表示流量;H表示揚(yáng)程;0.83/ 0.69/ 1.728/ 367.2/ 1.15/ 0.00272 等均為系數(shù)
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