选泵中效率计算问题

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1、选泵中效率计算问题——选泵的节能技术华东建筑设计研究院有限公司马信国摘要：本文阐述了离心水泵效率影响因素，在工程设计中，依照国家标准规定确定水泵效率，合理匹配电机功率，尽量使水泵运行在高效区内。通过案例说明选用高效优质产品重要性，建议在设备材料表中增加水泵节能效率值。关键词：离心泵、效率标准、轴功率、节能评价值71前言水泵是建筑给排水设计的常用设备，选用高效率水泵，节省日常运行耗电量，满足工程建设需要，是广大工程师追求的目标之一，也是节能技术的一个重要内容。但是如何确定水泵效率,是选泵中面临的一个难题。2离心

2、泵轴功率与电机功率离心泵在实际运转中由于存在容积损失（即泄漏损失）、水力损失（水流在水泵内的摩阻、冲击损失）和机械损失（转动的叶轮和泵轴同固定泵壳等轴承的摩擦损失），造成水泵的效率降低；离心泵的效率实质上是机械、容积和水力三种效率的乘积，它反映了水泵传递功率的有效程度，是离心泵的一个重要参数。2.1离心泵轴功率计算公式（1）式中：N轴—水泵轴功率（KW）Q—水泵输送流量（L/s）H—水泵输送扬程（m）η—水泵输送效率（%）该式表明，当流量、扬程一定时，水泵的轴功率与水泵的效率成反比。水泵效率高，其轴功率低，反

3、之，轴功率则高。2.2配用的电机功率（2）式中：N机—电机功率（KW）K—备用系数N轴—水泵轴功率（KW）备用系数也称富裕系数，它考虑了电机的机械效率等因素，其值随轴功率而异，一般可参考下列数值。见表1。每台水泵配用电机额定功率也可参见ISO5199《离心泵驱动机功率匹配技术标准》中安全余量，详见表2.3离心泵的特性曲线要正确选泵就必须了解水泵的性能特点，离心泵的特性曲线通常由生产厂家根据实验测定的Q、H、N轴、η等数据标示绘成一组曲线，供使用者选泵和操作时参考。（见图1）图1离心泵性能曲线7表1K值7表2水

4、泵轴功率与配用电机功率7不同型号泵的特性曲线不同，但均有以下三条曲线：（1）Q~H曲线，表示流量和扬程关系。特点是其扬程随流量增大而减小。在Q~H曲线上有两条波折线，指示在这条波折线范围内水泵的效率较高。（2）Q~η曲线表示流量和效率关系。其中效率最高点A0表明该泵对应的流量QA和扬程HA下工作最为经济。这条曲线的变化趋势是流量由小中大，效率由低高低。（3）Q~N轴曲线表示泵的流量和轴功率关系。其特点是流量由小到大，轴功率也由小到大，在流量为零时轴功率最小。（4）上述三条曲线均在一定转速下测定。故在特性曲线图

5、上需注明转速n值。总之，离心泵的特性曲线反映了水泵在一定转速下其扬程、效率和轴功率随流量变化的规律。必须指出的是各种型号的离心泵都有其本身独有的特性曲线，它不受管路特性的影响。1离心泵的效率标准4.1国家标准《离心泵效率》（GB/T13007-91）规定了离心泵的效率标准。见表3和表4。需要说明的是，表3、表4中A栏数值为水泵最高点效率，B栏数值为高效区的临界点效率，超出临界点，水泵效率下降很快；表中的效率值是比转数，ns=120~210的数值。当水泵的比转数小于120或大于210时，其相对应效率值应予修正，

6、具体修正值可按GB/T13007-91规定。从表3和表4可知，离心泵的效率特征是：水泵效率随着流量增大而增大，一般在建筑用的给水泵流量范围内，小泵流量（5~30m3/h）其效率大致在55%~65%之间；中泵流量（30~150m3/h）其效率大致在70%~75%之间；大泵流量（>150m3/h）可达75%~85%之间；单级水泵效率在同等流量下，要比多级水泵效率高，平均约高出5%。水泵高效区的范围大致在最高效率的90%。77表3单级离心泵效率表4多级离心水泵效率74.2比转数ns意义水泵的比转数是体现水泵性能的重

7、要参数，它与流量Q、扬程H、转速n有关，对于离心泵而言，比转数在120~210之间时水泵效率最高。比转数ns计算公式（3）式中：Q—流量（m3/s）H—扬程（m）n—转速（r/min）（转/分）从上式可知：比转数随扬程H增大而减小，随流量增大而增大，说明低比转数水泵扬程高，流量小，而高比转数水泵流量大，扬程小。根据水泵的比例定律，转速提高，其流量相应增大，则效率也增大，在一定比转数范围内，提高转速可提高水泵效率4.3标准效率下的水泵扬程根据公式（3）可以推求出在比转数ns为120~210，转速n为2900转/

8、分时的扬程计算公式（m）（4-1）式中：Q—流量（m3/s）同理可以推求出在比转数ns为120~210，转速n为1450转/分时的扬程计算公式（m）（4-2）将公式（4）代入表3，得常用单级离心泵在最高效率下的最佳扬程。7表5单级离心泵最佳扬程Q(m3/h)510152025304050η（%）586467.269.470.872.073.874.9Hn=29002.3~4.93.7~7.84.8~