Кривая производительности насоса не только служит руководством для инженеров при проектировании решений по транспортировке жидкости, но и предоставляет пользователям информацию для проведения профилактического обслуживания насосов.
В этой статье описываются кривые производительности центробежных насосов и рассказывается, как их читать и использовать. Если вы хотите получить полное представление о кривых производительности центробежных насосов, прочтите эту статью.
Что такое кривая центробежного насоса?
Графики характеристик насоса представляют собой кривую, отображающую взаимосвязь между различными параметрами производительности насоса. Они показывают производительность и рабочее состояние водяного насоса в различных условиях.
График кривой производительности насоса содержит следующую информацию:
🔸Головка насоса
🔸Скорость потока
🔸NPSH (чистый положительный напор всасывания)
🔸Размер рабочего колеса и производительность насоса
🔸Кривая эффективности насоса
🔸RPM (оборотов в минуту)
🔸BEP (точка максимальной эффективности)
Характеристическая кривая центробежного насоса является не только важным инструментом для выбора насоса, но и справочным материалом при техническом обслуживании, позволяющим проверить, отклоняется ли состояние различных рабочих точек насоса от значений, рекомендованных характеристической кривой насоса.
Рис. Ось Y представляет напор в метрах, а ось X представляет расход в м³/ч или л/с.
Красная линия представляет собой оптимальный диапазон эффективности насоса, в котором насос достигает высокой эффективности и минимизирует износ.
Как читать кривую производительности насоса?
Инженеры обычно используют кривые производительности насоса для первоначального выбора. Используя информацию на кривой производительности насоса, такую как напор и расход, а также их пересечение, мы можем приблизительно выбрать модель насоса.
Чтобы понять кривую производительности насоса, необходимо сначала изучить различные параметры его производительности. Продолжайте читать следующую информацию, чтобы лучше понять кривую производительности насоса.
1. Головка насоса
Ось Y кривой насоса отображает напор, то есть высоту, на которую насос может перекачивать жидкость. Проще говоря, это расстояние по вертикали между выпускным отверстием насоса и конечной высотой перекачки. В реальных расчётах необходимо также учитывать такие факторы, как потери в коленах и трение в трубе.
Ниже приведено более подробное объяснение головки насоса. Общая динамическая головка.
Общая динамическая головка
Что такое ТДХ в Pump Curve? Проще говоря, мы обычно используем ось Y насосной кривой для представления TDH. Полный динамический напор насоса представляет собой сумму статического подъема, напора давления, напора мощности, потерь на трение и других факторов насоса. Его можно понимать как высоту, на которую насос может поднять жидкость после учета вышеуказанных факторов. Обычно он выражается в метрах или дюймах.
Как рассчитать общий динамический напор?
TDH = Статическая подъемная сила + Напор + Скоростной напор + Потери на трение
- Статический подъем: Статический подъем определяется разницей высот между всасывающим отверстием насоса и поверхностью жидкости, когда насос неподвижен.
- Напор: Напор — это статическое давление, создаваемое жидкостью. Другими словами, это относится к напору, образованному давлением жидкости в трубопроводе. На всасывающем и нагнетательном концах насоса будут создаваться различные напоры. Чем больше давление жидкости, тем больше напор.
- Скоростной напор: Скоростной напор — это высота, на которую кинетическая энергия жидкости поднимает жидкость во время ее течения. Чем больше скорость жидкости, тем больше скоростной напор.
- Потери на трение: Потери на трение — это потери энергии, возникающие в коленах, клапанах и трубах трубопровода, когда насос перекачивает жидкость.
Формула полного динамического напора
ТДХ=Н статический + Н давление + Н скорость + Н трение
2. Скорость потока
Ось X кривой производительности насоса представляет собой расход, который можно понимать как объем жидкости, который насос может подать за единицу времени. Обычно он выражается в кубических метрах в час (м³/ч) или литрах в секунду (л/с).
3. Кривая максимальной эффективности насоса
В этом рабочем состоянии насос имеет самую высокую эффективность и самый низкий износ.
4. Размер рабочего колеса и производительность насоса
Размер рабочего колеса влияет на производительность насоса. Увеличение размера рабочего колеса увеличивает производительность насоса, поскольку большее рабочее колесо может перекачивать больше жидкости. Согласно закону подобия: H ∝ D², где D — диаметр рабочего колеса, увеличение размера рабочего колеса также увеличивает напор насоса.
Однако важно учитывать, что простое увеличение размера рабочего колеса не обязательно повышает эффективность. Для вращения рабочего колеса большего размера требуется более мощный двигатель. Необходимо найти точку оптимального КПД на кривой насоса.
5. Кривая эффективности насоса
Кривая КПД насоса имеет решающее значение при его анализе, поскольку она показывает, насколько эффективно насос работает в различных условиях, то есть какая часть входной мощности двигателя используется для перемещения жидкости.
Кривая КПД насоса также помогает определить точку оптимальной эффективности (BEP) и диапазон высокой эффективности. BEP, или диапазон высокой эффективности, — это область, в которой насос достигает максимальной производительности и минимального износа.
6. Обороты в минуту
Скорость насоса оказывает существенное влияние на напор и расход во время фактической работы. При выборе насоса следует учитывать скорость в точке максимальной эффективности.
7. НПВХ
Чистый положительный напор всасывания является важным показателем для предотвращения кавитации во время работы насоса. NPSH имеет два параметра.
- НПШ А: NPSH, требуемый для фактической работы насоса.
- НПШ Р: Минимальный NPSH, необходимый для работы насоса.
При проектировании решения по подаче насоса необходимо учитывать NPSH А > НПШ Р необходимо обеспечить достаточное давление на всасывающем конце насоса для предотвращения возникновения кавитации в насосе.
Как рассчитать NPSH на кривой насоса?
На кривой насоса NPSH представляет собой пунктирную линию, перпендикулярную оси X.
Мы видим, что разные позиции имеют разные значения NPSH. В приведенном выше содержании мы упомянули, что NPSH включает NPSH А (NPSH, фактически требуемый во время работы) и NPSH Р (минимальный NPSH, необходимый для работы). Обратите внимание, что NPSH А > НПШ Р необходимо обеспечить отсутствие кавитации в насосе.
Мы определили местоположение точки А, и мы видим, что точка А находится вблизи диапазона NPSH Р 8 м. Таким образом, мы можем определить, что при проектировании системы подачи насоса мы должны обеспечить, чтобы NPSH А >8 м для лучшего предотвращения кавитации.
Хотя кривые насоса, предоставляемые каждым производитель насосов не совсем одинаковы, если вы можете понять значение различных параметров на кривой производительности насоса, вы можете сделать простой выбор насоса на основе кривых насоса, предоставленных производителем.
Как использовать кривую выбора насоса?
Благодаря вышеизложенному объяснению у всех есть базовые знания о характеристиках насосов. Теперь мы можем использовать их для выбора моделей насосов.
- Используя данные о необходимом расходе и напоре, определяем рабочую точку насоса.
- Точка наилучшей эффективности (BEP) находится вблизи рабочей точки.
- BEP позволяет нам определить оптимальную мощность двигателя по кривой насоса.
Советы экспертов:
💡 При выборе насос, постарайтесь выбрать тот, который соответствует или близок к точке оптимальной эффективности, чтобы убедиться, что он попадает в диапазон высокой эффективности и максимально продлить срок его службы.
💡 Используя характеристики насосов, предоставленные производителями, мы можем выполнять техническое обслуживание существующих насосов. Например, исходя из оптимального рабочего давления (BEP) насоса, мы можем скорректировать размер рабочего колеса или модифицировать трубопроводы и колена для минимизации износа и повышения эффективности.
Влияние удельного веса и вязкости на насос
1. Как меняется кривая насоса в зависимости от удельного веса?
Удельный вес жидкости влияет на мощность насоса. Чем больше удельный вес, тем больше мощности потребляет насос.
Согласно соотношению между удельным весом и плотностью жидкости, чем больше удельный вес жидкости, тем больше плотность. Когда плотность жидкости увеличивается, сопротивление насосной системы транспортировке жидкости становится больше, и насосной системе требуется больше мощности для транспортировки жидкости.
Если насос перекачивает жидкость с удельным весом, большим ожидаемого, это увеличит энергопотребление насоса, сделает подачу насоса нестабильной, ускорит износ и снизит эффективность и срок службы насосной системы.
2. Влияние вязкости на производительность насоса
Изменение вязкости жидкости повлияет на мощность, расход и напор насоса. При увеличении вязкости жидкости расход уменьшится, а мощность и напор возрастут.
При увеличении вязкости жидкости, транспортируемой насосом, сопротивление потоку жидкости в трубопроводе увеличится, текучесть жидкости уменьшится, и соответственно уменьшится расход. Для поддержания того же расхода насосной системе необходимо увеличить мощность, что приведет к большему потреблению насосом энергии.
При увеличении вязкости жидкости увеличивается сопротивление потоку жидкости в трубопроводе. Для преодоления этих сопротивлений насосной системе требуется большая сила (напор) для транспортировки жидкости, что приведет к увеличению напора насоса.
Таким образом, можно сделать вывод, что при увеличении вязкости жидкости насосу требуется больше мощности для ее транспортировки, что приводит к снижению расхода, увеличению мощности насоса и снижению его эффективности.
Заключение
Короче говоря, кривая производительности насоса может предоставить очень важную информацию при его выборе и обслуживании. На основе таких данных, как расход, напор и мощность, мы можем определить эффективный рабочий диапазон насоса и сделать правильный выбор или оптимальное обслуживание для максимальной эффективности.
Часто задаваемые вопросы
Кривая объемного насоса
В работе объемных насосов для подачи жидкости используются периодические изменения объема внутри насоса, поэтому на кривой объемного насоса расход не меняется в зависимости от давления.
На графике объемного насоса кривая зависимости расхода от давления почти горизонтальна.
Кривая мощности насоса против расхода
Мощность насоса увеличивается экспоненциально с увеличением расхода.
При увеличении скорости потока жидкость будет оказывать большее сопротивление в трубе, и насосу потребуется больше мощности для проталкивания жидкости.
Как VFD влияет на кривую насоса?
Система VFD может регулировать скорость двигателя в соответствии с изменениями нагрузки насосной системы, тем самым изменяя скорость насоса.
Регулируя скорость насоса с помощью системы VFD, можно точно контролировать расход и напор насосной системы, экономить энергию, сокращать ненужные потери, насос всегда может поддерживать высокоэффективную работу, срок службы насоса может быть продлен, а расходы на техническое обслуживание могут быть снижены.
Кривая насоса и кривая системы
Кривая сопротивления насосной системы показывает изменения сопротивления и расхода, которые должна преодолеть вся насосная система, чтобы протолкнуть жидкость. Эти сопротивления включают трение в трубопроводе, потери на изгибах, потери на клапанах и т. д.
В кривой сопротивления насосной системы кривая насоса постепенно уменьшается с увеличением расхода, а кривая насосной системы постепенно увеличивается с увеличением расхода. Пересечение этих двух кривых является рабочей точкой насосной системы. В это время напор и сопротивление насосной системы сбалансированы, что является оптимальной рабочей точкой насосной системы.
