如何读取泵曲线

泵通常被认为是提供所需流量和压力的机器，但实际上，泵的性能取决于性能曲线，该曲线详细说明了泵如何在不同压力下提供一定范围的流量。

泵根据其安装提供压差和流量。由于有 3 个主要的泵系列，即离心泵、旋转正排量泵和往复正排量泵，它们具有不同的特性，具体取决于它们所面临的环境。

什么是泵性能曲线？

泵是一种简单的机器，其性能取决于其工作的系统，因为大多数泵没有控制接口，除非配备压力传感器和变频驱动器 (VFD)，并且必须在现场手动调试。

泵的性能将与系统中的压力损失一致，泵根据入口处的​​条件产生不同的流量和压力。泵曲线是泵可以产生的流量和压差的图形表示。

由于 90% 的泵问题是由它们所安装的系统引起的，因此需要注意的是，泵的选择只是选择适合该过程的泵过程的一部分。

为了为您的过程选择泵，重要的是要了解以下内容：
1. 被泵送的流体
2. 应用
3. 所需流量
4. 所需压力
5. 流体粘度和比重
6. 温度
7. 功率可用 / 用于驱动泵的动力介质。

根据所选泵的不同，有两种类型的泵曲线，即离心泵和容积泵曲线。

离心泵占泵送应用的70%，其曲线一般呈半月形，左侧最高点表示压力最高但流量最低，曲线最右端表示流量最高但流量最低压力。工作点通常以百分比表示的效率标记。

曲线末端的数字是叶轮直径，经过修整以达到所需的流量和压力。叶轮修剪得越多，对泵效率的影响就越大，因为叶轮外部和外壳之间的间隙越大，就会导致效率低下。

尽管泵曲线显示了泵可以达到的各种工作点，但在某些操作区域中操作泵可能会导致许多问题。  

最佳效率点 (BEP)

正如您在泵曲线上方和上方的插图中看到的，有一个通常位于曲线中间的点，称为最佳效率点，这是泵可以运行的最有效点。

如下图所示，如果泵在左侧运行，则可能意味着轴承寿命低、机械密封失效和剧烈振动。

如果泵的运行曲线在其曲线左侧太远，则如果系统压力计算错误，则无法提供额外容量。太靠右，有气蚀的危险，会很快损坏泵壳和叶轮，导致液体沸腾。良好的做法是始终在工作点左侧留有大约 10% 的安全余量，以确保泵可以按要求运行，因为泵的性能始终可以降低，但不能提高。

容积泵曲线

正排量曲线与离心泵曲线不同，因为它通常是一条直线。 

这是因为正排量泵的流量与转速成正比，并且不会像离心泵那样随压力下降。PD 泵曲线通常有一个单独的轴详细说明粘度，其中泵将显示流量与粘度的关系，

什么是 NPSH 泵曲线？

NPSH 泵曲线显示了提供工作点所需的净正吸入压力 (NPSH)，以米 (M) 为单位。离心泵的 NPSH 通常在轴的左侧稳定，泵产生最高压力但流量最低。在最佳效率点之后，NPSH 曲线稳步增加，然后在性能曲线的末端急剧上升，如果泵运行，泵将出现气穴现象。NPSH 曲线与旋转式离心泵更相关，而与容积泵的相关性较低，容积泵不太可能在曲线末端运行并产生气蚀。在下面的曲线中，需要 3.32M 的 NPSH 才能提供所需的性能。 

什么是系统曲线？

系统曲线提供了在设计系统周围移动流体所需的泵头的图形图像。系统曲线考虑了系统内各种流量以及静压头的所有必需组件的损失。系统曲线将绘制在泵曲线上，两者的交点决定了系统中将产生的流量和压力。

什么是泵效率曲线？

泵效率曲线显示了泵在泵产生的流量和压力范围内的效率。在曲线的左侧，效率将在从 0 到最大 85% 左右的范围内，然后在大约中间性能曲线之后下降。理想情况下，泵应尽可能靠近其 BEP 运行，以获得最大的组件寿命和最小的磨损。

在最佳效率点 (BEP) 之外，泵的性能将受到影响，如果运行效率低下，可能会损坏自身，并在几分钟内导致其损坏。

泵曲线与转速

泵曲线以电机全速显示，但如果泵的速度降低，曲线将减小。曲线的外边缘将向内向所有侧的轴线迈进，这意味着出口压力和流量都降低了。降低泵速比减小叶轮直径更有效，因为叶轮尖端和外壳之间的间隙仍然很小。2 台泵以 50% 的容量运行将比一台泵以 50% 的容量运行更节能。

泵曲线与功率

泵用于提供特定性能的功率根据泵在其曲线上的运行位置而变化。泵通常配备比工作点所需更大的电机，以确保泵在接近其曲线末端运行时将继续按要求运行而不跳闸。正如您在下面最左边的曲线中看到的那样，泵吸收（使用）的功率刚好超过 3.5Kw，在工作点输送所需的流量需要 7.09kw 的功率。泵吸收的功率在工作点之后继续上升，这意味着实际上泵应配备至少 7.5kw 的电机以覆盖泵曲线的末端。

重要说明和假设

曲线基础
曲线始终基于海平面 20°C 的淡水，这可能无法反映您的应用要求，这就是为什么需要流体粘度和比重来准确表示您的设备将达到。

粘度
粘度会因某些流体（例如油）而显着变化，因此确保引用的数字是正确的很重要。许多流体在 20°C 或 60°C 时的粘度可能与实际泵送温度相差甚远，特别是在冷却应用中，泵需要在油被加热之前工作。

最小持续安全流量 (MCSF)

最小连续安全流量是离心泵在不存在气蚀或过度磨损等问题的情况下可以做到的最小流量，通常用于设计运行速度，并在泵可能连续运行的过程中绕过控制阀例如锅炉给水应用、冷却或润滑应用。

电机极尺寸

离心泵上的电机转速由电机的极数决定。电机的极数越多，运行速度就越慢。增加电机中的极数可以帮助泵在较低压力下产生更多流量，并从所需 NPSH 的减少中获益，减少磨损，并使用更小的动力电机。如果需要更高的压力，而流量更低的泵将以更高的 RPM 运行以产生所需的压力。

改变电机的极数并不是改变泵速的唯一方法。如果通过逆变器或机械变速器使用，泵也可以设置为单独的转速。容积泵通常使用齿轮箱，泵以全速运行，以确保泵以设定的 RPM 运行。

某些应用需要泵短时间运行，而其他应用则需要 24/7 全天候运行，例如在冷却时将选择低电机速度。由于启动扭矩的原因，PD 泵可能具有 2 极电机而不是更高的极。还应注意，电机可能被列为具有高 RPM，但实际上电机的 rpm 可能被评为较低。North Ridge Pump 曲线指定为电机的确切 RPM，而不是使用一般数字。

泵设计公差 - ISO9906 测试

ISO9906:2010 详细说明了转子动力泵必须遵守的液压性能标准。接受度分为三个层次：

·          1B、1E、1U

·          2B和2U

·          3B

这意味着根据用于测试的等级，扬程可以在 +- 0% 到 +-7% 之间变化，流量在 0% 到 +-9% 之间变化，这需要在选择泵时仔细考虑。这通常是为什么要为请求的性能添加边距。

泵设计公差表

泵曲线亲和律

泵亲和力定律是一组公式，可用于在对产生的流量和压力进行速度或叶轮直径等变化时以高精度确定泵的性能。

有 3 个亲和力定律：

1) 流量与轴速或叶轮直径成正比

随着轴速或叶轮直径的改变，流量也会发生相同的变化。如果泵的速度降低 20%，相同扬程处的流量也会降低 20%。

2) 产生的压力与轴转速或叶轮直径的平方成正比

当叶轮直径改变或轴速度改变时，压力变化与轴速度或叶轮直径变化的平方成正比。如果轴速度增加 10%，那么相同流量下的压力将增加 21%

3) 功率与轴转速或叶轮直径的立方成正比

如果轴速增加 10%，则由于功率与轴速的立方成正比，压力将增加 33.3%。