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如何讀取泵曲線

泵通常被認為是提供所需流量和壓力的機器，但實際上，泵的性能取決于性能曲線，該曲線詳細說明了泵如何在不同壓力下提供一定范圍的流量。

泵根據其安裝提供壓差和流量。由于有 3 個主要的泵系列，即離心泵、旋轉正排量泵和往復正排量泵，它們具有不同的特性，具體取決于它們所面臨的環境。

什么是泵性能曲線？

泵是一種簡單的機器，其性能取決于其工作的系統，因為大多數泵沒有控制接口，除非配備壓力傳感器和變頻驅動器 (VFD)，并且必須在現場手動調試。

泵的性能將與系統中的壓力損失一致，泵根據入口處的??條件產生不同的流量和壓力。泵曲線是泵可以產生的流量和壓差的圖形表示。

由于 90% 的泵問題是由它們所安裝的系統引起的，因此需要注意的是，泵的選擇只是選擇適合該過程的泵過程的一部分。

為了為您的過程選擇泵，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 / 用于驅動泵的動力介質。

根據所選泵的不同，有兩種類型的泵曲線，即離心泵和容積泵曲線。

離心泵占泵送應用的70%，其曲線一般呈半月形，左側最高點表示壓力最高但流量最低，曲線最右端表示流量最高但流量最低壓力。工作點通常以百分比表示的效率標記。

曲線末端的數字是葉輪直徑，經過修整以達到所需的流量和壓力。葉輪修剪得越多，對泵效率的影響就越大，因為葉輪外部和外殼之間的間隙越大，就會導致效率低下。

盡管泵曲線顯示了泵可以達到的各種工作點，但在某些操作區域中操作泵可能會導致許多問題。  

最佳效率點 (BEP)

正如您在泵曲線上方和上方的插圖中看到的，有一個通常位于曲線中間的點，稱為最佳效率點，這是泵可以運行的最有效點。

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，則如果系統壓力計算錯誤，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，導致液體沸騰。良好的做法是始終在工作點左側留有大約 10% 的安全余量，以確保泵可以按要求運行，因為泵的性能始終可以降低，但不能提高。

容積泵曲線

正排量曲線與離心泵曲線不同，因為它通常是一條直線。 

這是因為正排量泵的流量與轉速成正比，并且不會像離心泵那樣隨壓力下降。PD 泵曲線通常有一個單獨的軸詳細說明粘度，其中泵將顯示流量與粘度的關系，

什么是 NPSH 泵曲線？

NPSH 泵曲線顯示了提供工作點所需的凈正吸入壓力 (NPSH)，以米 (M) 為單位。離心泵的 NPSH 通常在軸的左側穩定，泵產生最高壓力但流量最低。在最佳效率點之后，NPSH 曲線穩步增加，然后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 曲線與旋轉式離心泵更相關，而與容積泵的相關性較低，容積泵不太可能在曲線末端運行并產生氣蝕。在下面的曲線中，需要 3.32M 的 NPSH 才能提供所需的性能。 

什么是系統曲線？

系統曲線提供了在設計系統周圍移動流體所需的泵頭的圖形圖像。系統曲線考慮了系統內各種流量以及靜壓頭的所有必需組件的損失。系統曲線將繪制在泵曲線上，兩者的交點決定了系統中將產生的流量和壓力。

什么是泵效率曲線？

泵效率曲線顯示了泵在泵產生的流量和壓力范圍內的效率。在曲線的左側，效率將在從 0 到最大 85% 左右的范圍內，然后在大約中間性能曲線之后下降。理想情況下，泵應盡可能靠近其 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，泵的性能將受到影響，如果運行效率低下，可能會損壞自身，并在幾分鐘內導致其損壞。

泵曲線與轉速

泵曲線以電機全速顯示，但如果泵的速度降低，曲線將減小。曲線的外邊緣將向內向所有側的軸線邁進，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，因為葉輪尖端和外殼之間的間隙仍然很小。2 臺泵以 50% 的容量運行將比一臺泵以 50% 的容量運行更節能。

泵曲線與功率

泵用于提供特定性能的功率根據泵在其曲線上的運行位置而變化。泵通常配備比工作點所需更大的電機，以確保泵在接近其曲線末端運行時將繼續按要求運行而不跳閘。正如您在下面最左邊的曲線中看到的那樣，泵吸收（使用）的功率剛好超過 3.5Kw，在工作點輸送所需的流量需要 7.09kw 的功率。泵吸收的功率在工作點之后繼續上升，這意味著實際上泵應配備至少 7.5kw 的電機以覆蓋泵曲線的末端。

重要說明和假設

曲線基礎
曲線始終基于海平面 20°C 的淡水，這可能無法反映您的應用要求，這就是為什么需要流體粘度和比重來準確表示您的設備將達到。

粘度
粘度會因某些流體（例如油）而顯著變化，因此確保引用的數字是正確的很重要。許多流體在 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。

最小持續安全流量 (MCSF)

最小連續安全流量是離心泵在不存在氣蝕或過度磨損等問題的情況下可以做到的最小流量，通常用于設計運行速度，并在泵可能連續運行的過程中繞過控制閥例如鍋爐給水應用、冷卻或潤滑應用。

電機極尺寸

離心泵上的電機轉速由電機的極數決定。電機的極數越多，運行速度就越慢。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，并從所需 NPSH 的減少中獲益，減少磨損，并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。

改變電機的極數并不是改變泵速的唯一方法。如果通過逆變器或機械變速器使用，泵也可以設置為單獨的轉速。容積泵通常使用齒輪箱，泵以全速運行，以確保泵以設定的 RPM 運行。

某些應用需要泵短時間運行，而其他應用則需要 24/7 全天候運行，例如在冷卻時將選擇低電機速度。由于啟動扭矩的原因，PD 泵可能具有 2 極電機而不是更高的極。還應注意，電機可能被列為具有高 RPM，但實際上電機的 rpm 可能被評為較低。North Ridge Pump 曲線指定為電機的確切 RPM，而不是使用一般數字。

泵設計公差 - ISO9906 測試

ISO9906:2010 詳細說明了轉子動力泵必須遵守的液壓性能標準。接受度分為三個層次：

·          1B、1E、1U

·          2B和2U

·          3B

這意味著根據用于測試的等級，揚程可以在 +- 0% 到 +-7% 之間變化，流量在 0% 到 +-9% 之間變化，這需要在選擇泵時仔細考慮。這通常是為什么要為請求的性能添加邊距。

泵設計公差表

泵曲線親和律

泵親和力定律是一組公式，可用于在對產生的流量和壓力進行速度或葉輪直徑等變化時以高精度確定泵的性能。

有 3 個親和力定律：

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，流量也會發生相同的變化。如果泵的速度降低 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輪直徑的平方成正比

當葉輪直徑改變或軸速度改變時，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%。