如何讀取泵曲(qǔ)線
泵通常被認為是提供(gòng)所需流量和(hé)壓力的機(jī)器,但實際上,泵的性能(néng)取決於性能曲(qǔ)線(xiàn),該曲線詳細(xì)說明了泵如何在不同壓力下提供一定範圍的流量。
泵根據其安裝提供壓差和流量。由於有 3 個主要的泵係(xì)列,即離心泵、旋轉正(zhèng)排量泵和(hé)往複正排量(liàng)泵,它們具有不同的特性,具體取決於它們所(suǒ)麵臨的(de)環境。
什麽是泵性能曲(qǔ)線?
泵是(shì)一種簡單的(de)機器,其(qí)性能取決於其工作的係統,因為大多數泵沒有控製接口,除非配備壓力傳感器和變頻驅(qū)動(dòng)器 (VFD),並且必須在現場手動調試。
泵的性(xìng)能將與係(xì)統中的壓力損失一致,泵根據入口處的條件產生不(bú)同的流量和(hé)壓力。泵曲線是泵可以產生的流量和壓差的圖形表示。
由於 90% 的泵問(wèn)題是由它們所安裝的係統引起的,因此(cǐ)需要注意的是,泵(bèng)的選擇隻(zhī)是(shì)選擇適合該過程的泵過程的一部分。
為了(le)為您(nín)的過程選擇泵,重要的是要了解以下內容:
1. 被泵送的流體
2. 應用
3. 所(suǒ)需流量
4. 所需(xū)壓力
5. 流體粘度和比重
6. 溫度
7. 功率可(kě)用 / 用於驅動泵的動力介質。
根據所(suǒ)選泵的不(bú)同,有(yǒu)兩種類型(xíng)的泵曲線,即離心泵和容積泵曲線。
離心泵(bèng)占泵送應用的70%,其曲線一般呈半月形,左側最高(gāo)點表示壓力最高但流量最低,曲線最右端表(biǎo)示流量最高但流量最(zuì)低壓力。工(gōng)作點通常以百分比表示的效率標(biāo)記。
曲線末端的數字是葉輪直徑,經(jīng)過修整以達到(dào)所需的流量和壓力。葉輪修剪得越(yuè)多,對泵(bèng)效率的影(yǐng)響就越大,因為葉輪外部和外殼之間的間隙越大,就會導致效率低下。
盡(jìn)管泵曲線顯示了泵可以達到的(de)各種工(gōng)作點,但在某些操作(zuò)區域中操作泵可能會導(dǎo)致許多問題。
最佳效率點 (BEP)
正如您在泵曲線上方和上方(fāng)的插圖中看到的,有一個通常位於曲線中間的點,稱為最佳(jiā)效率點,這是泵可以運(yùn)行的最有效點。
如下圖所示,如果泵在左側運行,則可能意味著軸承壽命低、機械密封失效和劇烈振動。
如果泵的運行曲線在其曲線左側太遠,則如果係(xì)統壓力計算錯誤,則無法提供額外容量。太靠右,有氣蝕的危險,會很快損壞泵殼和葉輪,導(dǎo)致(zhì)液體沸騰。良好的做法是始(shǐ)終在工作點左側留有大(dà)約 10% 的安全(quán)餘量,以確保泵可以按要求運行,因(yīn)為泵的性能始終可以降低,但不能提高。
容積泵曲線
正排量曲線與(yǔ)離心泵曲線不同,因為它通常是一條直線。
這(zhè)是因為正(zhèng)排量泵的流量與轉速成正(zhèng)比,並且不會像離(lí)心泵那樣隨壓力下降。PD 泵曲線通常(cháng)有一個單獨的軸詳細說明粘度,其中泵將顯示流量與(yǔ)粘度的關係,
什麽是 NPSH 泵曲線?
NPSH 泵曲線顯示了提(tí)供工作點所需的淨正吸入壓力 (NPSH),以米 (M) 為單(dān)位。離心泵的 NPSH 通常在軸的左側穩定,泵(bèng)產生最高壓力但流(liú)量最低。在(zài)最佳效率點之後,NPSH 曲線穩步增加,然(rán)後在性能曲線的末端急劇上升,如果泵運行,泵將出現氣穴現象。NPSH 曲線與旋轉式(shì)離心泵更(gèng)相關,而與容積泵的相關(guān)性(xìng)較低,容積泵不太可能在曲線末端運行並產生氣蝕。在下麵的曲線中(zhōng),需要(yào) 3.32M 的 NPSH 才能提供所需的性能。
什麽是係統曲線?
係統曲線提(tí)供了在設計係統周圍移動流體所需的泵頭的圖形圖像。係統曲線考慮了係統內各種流量以及靜壓(yā)頭的所(suǒ)有必需組件的損失。係統曲線將(jiāng)繪製在泵曲線上,兩者的交點決定了係統中將產生的流量和壓(yā)力。
什麽是泵效率曲線?
泵效(xiào)率曲線顯示(shì)了泵在泵產生(shēng)的流(liú)量和壓力範圍內(nèi)的效率(lǜ)。在曲線的左側,效率將在從 0 到最大 85% 左右的範圍內,然後在大(dà)約中間性能曲線之後(hòu)下降。理想情況下,泵應(yīng)盡(jìn)可能靠近其 BEP 運行,以獲得最大的組件壽命和最小的磨損。
在最佳效率點 (BEP) 之外,泵的性能將受到影(yǐng)響(xiǎng),如果運行效率(lǜ)低下,可能會損壞自身,並在幾分鍾內導致其損壞。
泵(bèng)曲線(xiàn)與轉速(sù)
泵曲(qǔ)線以電機全速顯示,但如果泵的速度降低,曲線將減小。曲線的外邊緣(yuán)將向內向所有側的軸線邁進,這意(yì)味著出口壓力和流量都降低了。降(jiàng)低泵速比減小葉輪直徑(jìng)更有效,因為葉(yè)輪尖端(duān)和外殼之間的間隙仍然很小。2 台泵以 50% 的容量運(yùn)行將比一台泵以 50% 的容量運(yùn)行更節能。
泵曲線與功率
泵用於提供(gòng)特定性(xìng)能的功率根據泵在其曲線上(shàng)的運(yùn)行位置而變(biàn)化。泵通常(cháng)配備比工作點所需更大的(de)電機,以確保泵在接近其曲線末端運行時(shí)將繼(jì)續按要求運行而不跳閘。正如您在下麵最左邊的曲線中看到的那(nà)樣,泵吸收(shōu)(使用)的功率剛好(hǎo)超過 3.5Kw,在工作點輸送所需的(de)流量需要 7.09kw 的功(gōng)率。泵吸收的功率在工作點之後(hòu)繼續上升,這意味著實際上泵應配備至少 7.5kw 的電(diàn)機(jī)以覆蓋泵曲線的末端。
離心泵與容積泵(bèng)
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離心泵曲線
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PD 泵曲線
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流體
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一(yī)種流體粘度
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幾種粘度
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流動
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流量變化很大。特別(bié)是如果壓力損失計算錯誤。
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流量與 RPM 成正比,眾所周知,泵是一種具有非常可預測(cè)的行(háng)為的容積泵。
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轉速
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一轉,除非多速曲線。
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RPM 在圖表上(shàng)詳(xiáng)細說明。流量(liàng)與 RPM 成正(zhèng)比。壓力恒定意味著泵是(shì)容(róng)積式的
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曲線形(xíng)狀
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傾(qīng)斜曲線詳細說明流量對壓力的下降
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直線顯示流量與 RPM 成正比,跨壓流量變化不大
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效率
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曲線麵積小
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效率是恒定的
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效率(lǜ)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 50,000cst。泵性能隨粘度增加
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NPSH
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NPSH 在曲線末端顯著增加
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NPSH 保持不變
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重(chóng)要說明和假設(shè)
曲線(xiàn)基礎
曲線始終基於海平麵 20°C 的(de)淡水,這可能無法反映您的應用要求,這就是為什(shí)麽(me)需要流體粘度和比重來準確表(biǎo)示您的設備將達到。
粘度
粘度會因某些流體(例如油(yóu))而顯著變化,因此確保引用(yòng)的數(shù)字(zì)是正確(què)的很重要。許(xǔ)多流體在 20°C 或 60°C 時的粘度可能與實際泵送溫度相差甚遠,特(tè)別是在冷卻應用中,泵需要在油被加熱之前工作。
最小持續安(ān)全流量 (MCSF)
最小連(lián)續安全流量是離心泵在不存在氣蝕或過度磨(mó)損等問(wèn)題的情況下可以做到的最小流量,通常用於設計運行速度,並在泵可能連續運行的過程中繞(rào)過控(kòng)製閥例如鍋爐給水應用、冷卻或潤滑應(yīng)用。
電機極尺寸
離心泵上的電機轉速由電機的極數決定。電機的(de)極數(shù)越多(duō),運(yùn)行速度就越慢(màn)。增加電機中的極數可以幫助泵在較低壓力下產生更多流量,並從(cóng)所需(xū) NPSH 的減少(shǎo)中(zhōng)獲益,減少磨損,並使用更小的動力電機。如果需要更高的壓力,而流量更低的泵將以更高的 RPM 運行以產生所需的壓力。
改變電機的極數並不是改變泵速的唯一方法。如果(guǒ)通過逆變器或機械變速器使用,泵也(yě)可以設置為(wéi)單獨(dú)的(de)轉速。容(róng)積泵通常使用齒輪箱,泵以全(quán)速運行,以確保泵以設定(dìng)的 RPM 運行。
某些應(yīng)用需要泵短時間(jiān)運行,而其(qí)他應用則需要 24/7 全天候運行(háng),例如在冷卻時將選擇低電機速度。由於啟動扭矩(jǔ)的原因,PD 泵可能具有 2 極電機而不是更高的極。還應注意,電機可能(néng)被列為具有高 RPM,但實際上電機的 rpm 可能被評為較(jiào)低。North Ridge Pump 曲線指(zhǐ)定為電機的確切 RPM,而不是使用(yòng)一般數字。
電機極
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轉速為 50 赫(hè)茲
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轉速為 60 赫茲
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2
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2900轉
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3600轉
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4
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1450轉
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1800轉
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6
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1000轉
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1200轉
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8
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750轉
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900轉
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泵(bèng)設計公差 - ISO9906 測試
ISO9906:2010 詳細(xì)說明了轉(zhuǎn)子動(dòng)力泵必須遵守的液壓性能標準。接受度(dù)分為三個層次:
· 1B、1E、1U
· 2B和2U
· 3B
這意味著根據用(yòng)於測試(shì)的等級,揚程可以在 +- 0% 到 +-7% 之間變化,流(liú)量在 0% 到 +-9% 之間(jiān)變化,這需要在選(xuǎn)擇泵時仔細考慮。這通常是為什麽要為請求的性能添(tiān)加(jiā)邊距。
泵設計公(gōng)差表
多變的
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象征
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1 級公差
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2 級
寬容
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3 級公差
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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(lǜ)
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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(gōng)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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泵曲線親和律
泵(bèng)親和力定律是一組公(gōng)式,可用(yòng)於在對產生的流(liú)量和(hé)壓(yā)力進行速度(dù)或(huò)葉輪直徑等變化時以高精(jīng)度確定(dìng)泵的性能。
有 3 個親和力定律:
1) 流量與軸速(sù)或葉輪直徑成正比(bǐ)
隨著軸速或葉輪直徑的改變,流量也會發生相同的變化。如果泵的(de)速度降低 20%,相同揚程處的流量也會降低 20%。
2) 產生的壓力與軸轉速或葉(yè)輪直徑(jìng)的平方成正比
當葉輪直徑改變或軸(zhóu)速度改變時,壓(yā)力變化(huà)與(yǔ)軸速度或葉(yè)輪直(zhí)徑變化的平方成正比。如果軸速度增加 10%,那麽相同(tóng)流量下的壓力將增加 21%
3) 功率與軸轉速或(huò)葉輪直(zhí)徑(jìng)的立方(fāng)成正比(bǐ)
如果軸速增加(jiā) 10%,則由於功率與軸速的立方成正比,壓(yā)力將增(zēng)加 33.3%。
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