船用离心泵特性曲线的研究
一、研究目的
（1）了解船用离心泵的结构特性，熟悉离心泵的使用
（2）根据对船用离心泵的测试出的数据研究其特性曲线。
二、基本原理及相关参数的计算
船用离心泵的主要性能参数有流量Q、扬程H、轴功率P和效率η，在一定转速下，船用离心泵的送液能力（流量）可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。
而且，当其流量变化时，泵的扬程、功率、及效率也随之变化。
因此要正确选择和使用船用离心泵，就必须掌握流量变化时，其扬程、功率、和效率的变化规律、即查明离心泵的特性曲线。
本研究的数据来源是根据我公司车间现场技术人员吴工（吴运波）就不同型号的船用离心泵测出的数据而分析的；在一切准备工作完成后，给船用离心泵通电试验时，先让其运转30分钟后，便开始调整压力，对泵的性能进行试验，试验分7个压力点进行，除了出口阀全闭，额定压力和0.05MPa三个压力外，其他四个压力取流量中间点进行测试，分别记录出口压力、进口真空度、流量、马达电流和马达转速。
将所测得的7组数据进行分析计算，最后得出泵的主要性能参数Q(3/
m h)、H(MPa)、P(KW)和η(%)，从而做出离心泵的特性曲线，即H-Q、H-Q、P-Q和η-Q曲线。
离心泵特性曲线上的效率最高点称为设计点，泵在该点对应的扬程和流量下工作最为经济。
离心泵铭牌上标出的性能参数即为最高效率点上的工况参数。
离心泵的性能曲线可作为选择泵的依据。
确定泵的类型后，再依流量和扬程选泵。
我公司是以清水测定船用离心泵的主要性能参数。
以RVA-200JN型离心泵为例（2014.12.11 上午10:13-10:46测），试验中测得的7组数据，如表一；其中第
m3，泵出口处排出压力表的读数为0.49MPa（表压），2组数据为：流量为25.2h
入口处真空表的读数为-0.014Mpa，电动机的转速为1787r/min，真空表测压点与
压力表测压点的垂直距离为0(即忽略不计)。
表一
参数 组号
排出压力
2P （MPa ） 吸入压力
1P （MPa ）
电机转速 n （r/min ）
电机电流
测I （A ）
泵流量 Q （h m
3
）
1 0.5 -0.009 1793 31.5 0
2 0.49 -0.014 1787 44 25.2
3 0.45 -0.018 1785 50 121.5
4 0.38 -0.028 1783 54.
5 178.9 5 0.31 -0.038 1782 57 220.4
6 0.22 -0.049 1782 57.5 267.6 7
0.1
-0.06
1783
55
305.7
注：1MPa=100m 水柱的高度
下面以第二组数据为例，计算在此实验点下的扬程、功率和效率。
泵的主要性能参数包括流量Q 、扬程H 、轴功率P 和效率η。
试验中直接测出的参数为
转速n=1787r/min
流量Q ＝25.2 h m 3
流体的密度31000m kg =ρ 重力加速度29.8m/s g
=
电流A I 44测=
扬程（压头）H （m ）的计算
分别取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2截面，列柏努利方程得：
f
H g u
g p z H g u g p z +++=+++222
2222111ρρ
因两截面间的管长很短，通常可忽略阻力损失项H f ，流速的平方差也很小故可
忽略，则：
式中
ρ：流体密度，kg/m 3 ；
21、P P ：分别为泵进、出口的压强，Pa ；
21、u u ：分别为泵进、出口的流速，m/s ；
21、z z ：分别为真空表、压力表的安装高度，m 。
由上式可知，由真空表和压力表上的读数及两表的安装高度差00=h ，可算出
泵的扬程为
MPa
g P p h H 519.08
.9*1000)
10*009.0(10*5.0044120=--+=-+=ρ即m H
9.51=
轴功率kw UI P
36.1944440测=⨯==
有效功率为
kw g HQ P e 56.336008.910002.259.51=⨯⨯⨯==ρ
泵的效率%39.18%10036
.1956
.3%100=⨯=⨯=P P e η 其他组试验数据的计算方法同上，最后得出这7组数据的扬程H 、轴功率P 、有效功率Pe 和泵效率η，如表二。
g
p p H ρ12-=
表二
参数 组号
流量Q （h m
3
）
扬程H （MPa ）
轴功率P （KW ）
有效功率Pe （KW ）
泵效率 （%） 1 0 0.519 13.86 0 0 2 25.2 0.514 19.36 3.56 18.39 3 121.5 0.468 22.00 15.48 70.30 4 178.9 0.416 23.98 20.26 84.49 5 220.4 0.349 25.08 20.94 83.49 6 267.6 0.270 25.30 19.67 77.75 7
305.7
0.161
24.20
13.39
55.33
三、 根据试验数据研究泵的特性曲线
图1为流量和扬程的关系
Q-H曲线
00.10.20.30.40.50.60
50
100
150200250300350
流量Q(m^3/h)
扬程H（MPa）
图1
图2为流量和轴功率的关系
Q-P曲线
0510152025300
50
100
150200
250300
350
流量Q（m^3/h）
轴功率P（KW）
图2
图3为流量和效率的关系
Q-η曲线
0204060801000
50
100
150
200
250
300
350
流量Q(m^3/h)
泵效率η(%)
图3
试验结果分析：
图1中，Q-H 曲线是一条不规则的曲线。
理论上，相应于效率最高点值
得点的各参数， 即为泵铭牌上所列出的各数据，它是泵工作最经济的一个点。
在该点左右的一定范围门内（一般比不低于最高效率点的10%左右）都属于效率较高的区域，在选泵时，应使设计所要求的流量和扬程能落在高效段范围内。
图2中，在流量Q=0时，相应的轴功率并不等于零，此功率主要小消耗
在泵的机械损失上，其结果将使泵壳水的温度上升，泵壳、轴承会发热，严重时
可能导致泵壳的热力变形。
因此，在实际运行中，泵在零流量的情况下只允许做段时间（2-3min）运行。
泵正常运行时，Q=0的情况，相当于阀门全闭，此时泵的轴功率仅为设计值的30%-40%左右，而扬程值又是最大，完全符合电机轻载启动的要求。
图3是Q-η的关系曲线，η随着Q的增大而不断增大，但是当Q达到一定值后，随着Q的增大，η的增长变缓，基本与理论曲线相符。
理论上，当Q达到一定值，即离心泵的额定流量Q后，η达到最大，其后，随着Q的增大，η不断减小，即效率不断下降。
要想找到最理想的压力点，就应该在泵效率的高效区，将流量的间隔缩小点，才能更准确的测出此泵在某个Q下的η值，使得试验结果更加接近于铭牌上标定的额定值。
附：
本试验研究，因试验数据与理论值有一定的误差，再加上测得的试验组数少和试验中Q的间隔突加得快，因此试验所得出的曲线和结论仅供参考；如有不足之处，敬请指出，本人定加以该正，谢谢！。