如何讀取泵曲線(xiàn)
泵通常被認(rèn)為是提供所需流量和壓力的機(jī)器，但實(shí)際上，泵的性能取決于性能曲線(xiàn)，該曲線(xiàn)詳細(xì)說(shuō)明了泵如何在不同壓力下提供一定范圍的流量。
泵根據(jù)其安裝提供壓差和流量。由于有 3 個(gè)主要的泵系列，即離心泵、旋轉(zhuǎn)正排量泵和往復(fù)正排量泵，它們具有不同的特性，具體取決于它們所面臨的環(huán)境。
什么是泵性能曲線(xiàn)？
泵是一種簡(jiǎn)單的機(jī)器，其性能取決于其工作的系統(tǒng)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)泵沒(méi)有控制接口，除非配備壓力傳感器和變頻驅(qū)動(dòng)器 (VFD)，并且必須在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)試。
泵的性能將與系統(tǒng)中的壓力損失一致，泵根據(jù)入口處的??條件產(chǎn)生不同的流量和壓力。泵曲線(xiàn)是泵可以產(chǎn)生的流量和壓差的圖形表示。
由于 90% 的泵問(wèn)題是由它們所安裝的系統(tǒng)引起的，因此需要注意的是，泵的選擇只是選擇適合該過(guò)程的泵過(guò)程的一部分。
為了為您的過(guò)程選擇泵，重要的是要了解以下內(nèi)容：
1. 被泵送的流體
2. 應(yīng)用
3. 所需流量
4. 所需壓力
5. 流體粘度和比重
6. 溫度
7. 功率可用 / 用于驅(qū)動(dòng)泵的動(dòng)力介質(zhì)。
根據(jù)所選泵的不同，有兩種類(lèi)型的泵曲線(xiàn)，即離心泵和容積泵曲線(xiàn)。
離心泵占泵送應(yīng)用的70%，其曲線(xiàn)一般呈半月形，左側(cè)最高點(diǎn)表示壓力最高但流量最低，曲線(xiàn)最右端表示流量最高但流量最低壓力。工作點(diǎn)通常以百分比表示的效率標(biāo)記。
曲線(xiàn)末端的數(shù)字是葉輪直徑，經(jīng)過(guò)修整以達(dá)到所需的流量和壓力。葉輪修剪得越多，對(duì)泵效率的影響就越大，因?yàn)槿~輪外部和外殼之間的間隙越大，就會(huì)導(dǎo)致效率低下。
盡管泵曲線(xiàn)顯示了泵可以達(dá)到的各種工作點(diǎn)，但在某些操作區(qū)域中操作泵可能會(huì)導(dǎo)致許多問(wèn)題。
最佳效率點(diǎn) (BEP)
正如您在泵曲線(xiàn)上方和上方的插圖中看到的，有一個(gè)通常位于曲線(xiàn)中間的點(diǎn)，稱(chēng)為最佳效率點(diǎn)，這是泵可以運(yùn)行的最有效點(diǎn)。
如下圖所示，如果泵在左側(cè)運(yùn)行，則可能意味著軸承壽命低、機(jī)械密封失效和劇烈振動(dòng)。
如果泵的運(yùn)行曲線(xiàn)在其曲線(xiàn)左側(cè)太遠(yuǎn)，則如果系統(tǒng)壓力計(jì)算錯(cuò)誤，則無(wú)法提供額外容量。太靠右，有氣蝕的危險(xiǎn)，會(huì)很快損壞泵殼和葉輪，導(dǎo)致液體沸騰。良好的做法是始終在工作點(diǎn)左側(cè)留有大約 10% 的安全余量，以確保泵可以按要求運(yùn)行，因?yàn)楸玫男阅苁冀K可以降低，但不能提高。
容積泵曲線(xiàn)
正排量曲線(xiàn)與離心泵曲線(xiàn)不同，因?yàn)樗ǔＪ且粭l直線(xiàn)。
這是因?yàn)檎帕勘玫牧髁颗c轉(zhuǎn)速成正比，并且不會(huì)像離心泵那樣隨壓力下降。PD 泵曲線(xiàn)通常有一個(gè)單獨(dú)的軸詳細(xì)說(shuō)明粘度，其中泵將顯示流量與粘度的關(guān)系，
什么是 NPSH 泵曲線(xiàn)？
NPSH 泵曲線(xiàn)顯示了提供工作點(diǎn)所需的凈正吸入壓力 (NPSH)，以米 (M) 為單位。離心泵的 NPSH 通常在軸的左側(cè)穩(wěn)定，泵產(chǎn)生最高壓力但流量最低。在最佳效率點(diǎn)之后，NPSH 曲線(xiàn)穩(wěn)步增加，然后在性能曲線(xiàn)的末端急劇上升，如果泵運(yùn)行，泵將出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。NPSH 曲線(xiàn)與旋轉(zhuǎn)式離心泵更相關(guān)，而與容積泵的相關(guān)性較低，容積泵不太可能在曲線(xiàn)末端運(yùn)行并產(chǎn)生氣蝕。在下面的曲線(xiàn)中，需要 3.32M 的 NPSH 才能提供所需的性能。
什么是系統(tǒng)曲線(xiàn)？
系統(tǒng)曲線(xiàn)提供了在設(shè)計(jì)系統(tǒng)周?chē)苿?dòng)流體所需的泵頭的圖形圖像。系統(tǒng)曲線(xiàn)考慮了系統(tǒng)內(nèi)各種流量以及靜壓頭的所有必需組件的損失。系統(tǒng)曲線(xiàn)將繪制在泵曲線(xiàn)上，兩者的交點(diǎn)決定了系統(tǒng)中將產(chǎn)生的流量和壓力。
什么是泵效率曲線(xiàn)？
泵效率曲線(xiàn)顯示了泵在泵產(chǎn)生的流量和壓力范圍內(nèi)的效率。在曲線(xiàn)的左側(cè)，效率將在從 0 到最大 85% 左右的范圍內(nèi)，然后在大約中間性能曲線(xiàn)之后下降。理想情況下，泵應(yīng)盡可能靠近其 BEP 運(yùn)行，以獲得最大的組件壽命和最小的磨損。
在最佳效率點(diǎn) (BEP) 之外，泵的性能將受到影響，如果運(yùn)行效率低下，可能會(huì)損壞自身，并在幾分鐘內(nèi)導(dǎo)致其損壞。
泵曲線(xiàn)與轉(zhuǎn)速
泵曲線(xiàn)以電機(jī)全速顯示，但如果泵的速度降低，曲線(xiàn)將減小。曲線(xiàn)的外邊緣將向內(nèi)向所有側(cè)的軸線(xiàn)邁進(jìn)，這意味著出口壓力和流量都降低了。降低泵速比減小葉輪直徑更有效，因?yàn)槿~輪尖端和外殼之間的間隙仍然很小。2 臺(tái)泵以 50% 的容量運(yùn)行將比一臺(tái)泵以 50% 的容量運(yùn)行更節(jié)能。
泵曲線(xiàn)與功率
泵用于提供特定性能的功率根據(jù)泵在其曲線(xiàn)上的運(yùn)行位置而變化。泵通常配備比工作點(diǎn)所需更大的電機(jī)，以確保泵在接近其曲線(xiàn)末端運(yùn)行時(shí)將繼續(xù)按要求運(yùn)行而不跳閘。正如您在下面最左邊的曲線(xiàn)中看到的那樣，泵吸收（使用）的功率剛好超過(guò) 3.5Kw，在工作點(diǎn)輸送所需的流量需要 7.09kw 的功率。泵吸收的功率在工作點(diǎn)之后繼續(xù)上升，這意味著實(shí)際上泵應(yīng)配備至少 7.5kw 的電機(jī)以覆蓋泵曲線(xiàn)的末端。
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離心泵與容積泵
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離心泵曲線(xiàn)
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PD 泵曲線(xiàn)
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流體
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一種流體粘度
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幾種粘度
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流動(dòng)
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流量變化很大。特別是如果壓力損失計(jì)算錯(cuò)誤。
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流量與 RPM 成正比，眾所周知，泵是一種具有非�？深A(yù)測(cè)的行為的容積泵。
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轉(zhuǎn)速
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一轉(zhuǎn)，除非多速曲線(xiàn)。
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RPM 在圖表上詳細(xì)說(shuō)明。流量與 RPM 成正比。壓力恒定意味著泵是容積式的
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曲線(xiàn)形狀
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傾斜曲線(xiàn)詳細(xì)說(shuō)明流量對(duì)壓力的下降
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直線(xiàn)顯示流量與 RPM 成正比，跨壓流量變化不大
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效率
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曲線(xiàn)面積小
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效率是恒定的
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效率與粘度
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效率隨粘度顯著下降，處理極限約為 300cst
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接受高達(dá) 50,000cst。泵性能隨粘度增加
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NPSH
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NPSH 在曲線(xiàn)末端顯著增加
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NPSH 保持不變
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重要說(shuō)明和假設(shè)
曲線(xiàn)基礎(chǔ)
曲線(xiàn)始終基于海平面 20°C 的淡水，這可能無(wú)法反映您的應(yīng)用要求，這就是為什么需要流體粘度和比重來(lái)準(zhǔn)確表示您的設(shè)備將達(dá)到。
粘度
粘度會(huì)因某些流體（例如油）而顯著變化，因此確保引用的數(shù)字是正確的很重要。許多流體在 20°C 或 60°C 時(shí)的粘度可能與實(shí)際泵送溫度相差甚遠(yuǎn)，特別是在冷卻應(yīng)用中，泵需要在油被加熱之前工作。
最小持續(xù)安全流量 (MCSF)
最小連續(xù)安全流量是離心泵在不存在氣蝕或過(guò)度磨損等問(wèn)題的情況下可以做到的最小流量，通常用于設(shè)計(jì)運(yùn)行速度，并在泵可能連續(xù)運(yùn)行的過(guò)程中繞過(guò)控制閥例如鍋爐給水應(yīng)用、冷卻或潤(rùn)滑應(yīng)用。
電機(jī)極尺寸
離心泵上的電機(jī)轉(zhuǎn)速由電機(jī)的極數(shù)決定。電機(jī)的極數(shù)越多，運(yùn)行速度就越慢。增加電機(jī)中的極數(shù)可以幫助泵在較低壓力下產(chǎn)生更多流量，并從所需 NPSH 的減少中獲益，減少磨損，并使用更小的動(dòng)力電機(jī)。如果需要更高的壓力，而流量更低的泵將以更高的 RPM 運(yùn)行以產(chǎn)生所需的壓力。
改變電機(jī)的極數(shù)并不是改變泵速的唯一方法。如果通過(guò)逆變器或機(jī)械變速器使用，泵也可以設(shè)置為單獨(dú)的轉(zhuǎn)速。容積泵通常使用齒輪箱，泵以全速運(yùn)行，以確保泵以設(shè)定的 RPM 運(yùn)行。
某些應(yīng)用需要泵短時(shí)間運(yùn)行，而其他應(yīng)用則需要 24/7 全天候運(yùn)行，例如在冷卻時(shí)將選擇低電機(jī)速度。由于啟動(dòng)扭矩的原因，PD 泵可能具有 2 極電機(jī)而不是更高的極。還應(yīng)注意，電機(jī)可能被列為具有高 RPM，但實(shí)際上電機(jī)的 rpm 可能被評(píng)為較低。North Ridge Pump 曲線(xiàn)指定為電機(jī)的確切 RPM，而不是使用一般數(shù)字。
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電機(jī)極
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轉(zhuǎn)速為 50 赫茲
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轉(zhuǎn)速為 60 赫茲
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2
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2900轉(zhuǎn)
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3600轉(zhuǎn)
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4
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1450轉(zhuǎn)
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1800轉(zhuǎn)
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6
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1000轉(zhuǎn)
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1200轉(zhuǎn)
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8
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750轉(zhuǎn)
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900轉(zhuǎn)
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泵設(shè)計(jì)公差 - ISO9906 測(cè)試
ISO9906:2010 詳細(xì)說(shuō)明了轉(zhuǎn)子動(dòng)力泵必須遵守的液壓性能標(biāo)準(zhǔn)。接受度分為三個(gè)層次：
· 1B、1E、1U
· 2B和2U
· 3B
這意味著根據(jù)用于測(cè)試的等級(jí)，揚(yáng)程可以在 +- 0% 到 +-7% 之間變化，流量在 0% 到 +-9% 之間變化，這需要在選擇泵時(shí)仔細(xì)考慮。這通常是為什么要為請(qǐng)求的性能添加邊距。
泵設(shè)計(jì)公差表
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多變的
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象征
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1 級(jí)公差
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2 級(jí)
寬容
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3 級(jí)公差
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1U
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1E
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1B
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流量
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時(shí)間
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+0% 至 10%
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± 5%
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± 5%
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± 8%
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± 9%
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壓力
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tH
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+0% 至 6%
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± 3%
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± 3%
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± 5%
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± 7%
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泵效率
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η
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0%
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0%
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-3%
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-5%
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-7%
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泵功率
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p
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10%
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4%
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4%
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8%
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9%
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泵曲線(xiàn)親和律
泵親和力定律是一組公式，可用于在對(duì)產(chǎn)生的流量和壓力進(jìn)行速度或葉輪直徑等變化時(shí)以高精度確定泵的性能。
有 3 個(gè)親和力定律：
1) 流量與軸速或葉輪直徑成正比
隨著軸速或葉輪直徑的改變，流量也會(huì)發(fā)生相同的變化。如果泵的速度降低 20%，相同揚(yáng)程處的流量也會(huì)降低 20%。
2) 產(chǎn)生的壓力與軸轉(zhuǎn)速或葉輪直徑的平方成正比
當(dāng)葉輪直徑改變或軸速度改變時(shí)，壓力變化與軸速度或葉輪直徑變化的平方成正比。如果軸速度增加 10%，那么相同流量下的壓力將增加 21%
3) 功率與軸轉(zhuǎn)速或葉輪直徑的立方成正比
如果軸速增加 10%，則由于功率與軸速的立方成正比，壓力將增加 33.3%。
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