泵特性曲线详解：工作原理、使用方法及粘度影响 | 泵性能优化指南

1.泵的特性曲线是什么？

泵特性曲线通过图形方式显示泵的性能和流量Q（m³/h）的关系：

· • 泵扬程 H （m）

· • 泵效率 η （%）

· • NPSH （米）

· • 功率 P （kW）

泵特性是设计和选择泵的重要工具，并可以用来帮助排除泵的故障。

这些特性曲线图可以单独分性能显示或一起显示（使用不同的纵轴）。

下面的示例表示径向流的离心泵性能曲线，是在特定转速的条件下绘制的（供应商可能会给出不同速度下的性能曲线）。

图1： 泵特性曲线

泵特性曲线由供应商使用水做为介质绘制。

2. 如何使用泵特性曲线？

系统扬程特性曲线是泵扬程H（m）对给定液体的响应流量（Q m³/h）的关系。系统特性是要计算的，了解系统的几何特性，并计算摩擦系数，然后计算压降（系统压降 = 静水头压差 + 摩擦损失）。 流量越高，所需的压力就越高。

管道系统曲线（pipe characteristics）与泵（扬程Head） 特性曲线的交集称为工作点 OPERATING POINT。

图2：工作点

在设计过程中，选择泵时，需要充分考虑泵的特性和工作点，以达到：

· • 所需的流量 Q（和/或所需的扬程）

· • 泵对系统特性曲线变化不太敏感

· • 接近最佳泵效率的工作点 （至降低系统的运营成本）

· • 泵需要尽可能少的功率来运行

· • 泵所需的 NPSH

3. 泵转速引起的泵特性变化

泵特性是在恒定转速下绘制的，但泵可以是以不同的速度运行（在设计时选择或安装VFD）。当泵的转速改变时，泵的流量特性曲线会发生改变。下图中曲线表示转速分别为n1、n2、n3时的流量特性（n1>n2>n3）。在同样的流量情况下，泵的转速提高会使压头H增加。在一定的管路特性曲线B的情况下，减小泵的转速，会使工作点由C1向C3移动，流量相应也由Q1减少到Q2或Q3。

图3 改变泵的转速

通常，泵供应商绘制多种速度下泵的特性曲线以方便选择。

4. 粘度引起的泵特性变化

泵的特性基于用水进行的测试。如果实际处理的流体的粘度发生显著变化，则泵的性能将受到影响。

如果流体的粘度小于10cSt（该值对于高容量泵，最高可达50cSt），性能将保持不变。对于粘度较高的流体，它会下降。实际泵流量可以通过粘度校正来计算。

将输送黏性介质时的参数换算成输送清水时的参数，即

Qv/CQ=QW

Hv/CH=HW

ηv/Cη=ηW

式中，下标v、w分别代表黏性介质、清水。C_Q、C_H、C_{η为校正系数。}因粘度引起的泵性能校正可以通过下图进行查询。

图4 水力学会方法泵性能-黏度修正图

该图的使用方法：在图的下部找到最佳效率点的流量，由此点垂直向上查到对应流量的扬程（单级）线处，然后由此交点沿水平方向（向左或向右）查到要求的粘度线处，再由此点垂直向上查到各修正曲线处，即可得到各性能修正值。