離心泵的性能參數(shù)與特性曲線泵的性能及相互之間的關(guān)系是選泵和進(jìn)行流量調(diào)節(jié)的依據(jù)。離心泵的主要性能參數(shù)有流量、壓頭、效率、軸功率等。它們之間的關(guān)系常用特性曲線來(lái)表示。特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下，用20℃清水在常壓下實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。

（一）離心泵的性能參數(shù)

1、流量

離心泵的流量是指單位時(shí)間內(nèi)排到管路系統(tǒng)的液體體積，一般用Q表示，常用單位為l/s、m3/s或m3/h等。離心泵的流量與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)。

2、壓頭（揚(yáng)程)

離心泵的壓頭是指離心泵對(duì)單位重量（1N）液體所提供的有效能量，一般用H表示，單位為J/N或m。壓頭的影響因素在前節(jié)已作過(guò)介紹。

3、效率

離心泵在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于存在各種能量損失，致使泵的實(shí)際（有效）壓頭和流量均低于理論值，而輸入泵的功率比理論值為高。反映能量損失大小的參數(shù)稱為效率。

離心泵的能量損失包括以下三項(xiàng)，即

(1)容積損失 即泄漏造成的損失，無(wú)容積損失時(shí)泵的功率與有容積損失時(shí)泵的功率之比稱為容積效率ηv。閉式葉輪的容積效率值在0.85～0.95。

(2)水力損失 由于液體流經(jīng)葉片、蝸殼的沿程阻力，流道面積和方向變化的局部阻力，以及葉輪通道中的環(huán)流和旋渦等因素造成的能量損失。這種損失可用水力效率ηh來(lái)反映。額定流量下，液體的流動(dòng)方向恰與葉片的入口角相一致，這時(shí)損失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范圍。

(3)機(jī)械效率 由于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪表面與液體之間摩擦，泵軸在軸承、軸封等處的機(jī)械摩擦造成的能量損失。機(jī)械損失可用機(jī)械效率ηm來(lái)反映，其值在0.96～0.99之間。

離心泵的總效率由上述三部分構(gòu)成，即

η=ηvηhηm

（2-14）

離心泵的效率與泵的類型、尺寸、加工精度、液體流量和性質(zhì)等因素有關(guān)。通常，小泵效率為50～70％，而大型泵可達(dá)90％。

4、軸功率N

由電機(jī)輸入泵軸的功率稱為泵的軸功率，單位為W或kW。離心泵的有效功率是指液體在單位時(shí)間內(nèi)從葉輪獲得的能量，則有

Ne = HgQρ

（2-15）

式中

Ne------離心泵的有效功率，W；

Q--------離心泵的實(shí)際流量，m3/s；

H--------離心泵的有效壓頭，m。

由于泵內(nèi)存在上述的三項(xiàng)能量損失，軸功率必大于有效功率，即

（2-16）

式中

N ----軸功率，kW。

（二）離心泵的特性曲線

離心泵壓頭H、軸功率N及效率η均隨流量Q而變，它們之間的關(guān)系可用泵的特性曲線或離心泵工作性能曲線表示。在離心泵出廠前由泵的制造廠測(cè)定出H－Q、N－Q、η－Q等曲線，列入產(chǎn)品樣本或說(shuō)明書(shū)中，供使用部門選泵和操作時(shí)參考。各種型號(hào)的離心泵都有其本身獨(dú)有的特性曲線，且不受管路特性的影響。但它們都具有一些共同的規(guī)律：

（1）離心泵的壓頭一般隨流量加大而下降(在流量極小時(shí)可能有例外)，這一點(diǎn)和離心泵的基本方程式相吻合。

（2）離心泵的軸功率在流量為零時(shí)為最小，隨流量的增大而上升。故在啟動(dòng)離心泵時(shí)，應(yīng)關(guān)閉泵出口閥門，以減小啟動(dòng)電流，保護(hù)電機(jī)。停泵時(shí)先關(guān)閉出口閥門主要是為了防止高壓液體倒流損壞葉輪。

（3）額定流量下泵的效率最高。該最高效率點(diǎn)稱為泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的值稱為最佳工況參數(shù)。離心泵銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)即是最高效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參數(shù)。離心泵一般不大可能恰好在設(shè)計(jì)點(diǎn)運(yùn)行，但應(yīng)盡可能在高效區(qū)（在最高效率的92%范圍內(nèi)，如圖中波折號(hào)所示的區(qū)域）工作。

（三）影響離心泵性能的因素分析和性能換算

影響離心泵的性能的因素很多，其中包括液體性質(zhì)（密度ρ和粘度μ等）、泵的結(jié)構(gòu)尺寸（如D2和β2）、泵的轉(zhuǎn)速n等。當(dāng)這些參數(shù)任一個(gè)發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)改變泵的性能，此時(shí)需要對(duì)泵的生產(chǎn)廠家提供的性能參數(shù)或特性曲線進(jìn)行換算。

1．液體物性的影響

（1）密度的影響

離心泵的流量、壓頭均與液體密度無(wú)關(guān)，效率也不隨液體密度而改變，因而當(dāng)被輸送液體密度發(fā)生變化時(shí)，H-Q與η-Q曲線基本不變，但泵的軸功率與液體密度成正比。此時(shí)，N-Q曲線不再適用，N需要用式2-16重新計(jì)算。

（2）粘度的影響

當(dāng)被輸送液體的粘度大于常溫水的粘度時(shí)，泵內(nèi)液體的能量損失增大，導(dǎo)致泵的流量、壓頭減小，效率下降，但軸功率增加，泵的特性曲線均發(fā)生變化。當(dāng)液體運(yùn)動(dòng)粘度γ大于20cSt（厘沲）時(shí)，離心泵的性能需按下式進(jìn)行修正，即

（2-17）

式中

cQ、cH、cη——分別為離心泵的流量、壓頭和效率的校正系數(shù)，其值從圖2-13、2-14查得；

Q、H、η——分別為離心泵輸送清水時(shí)的流量，壓頭和效率；

Q’、H’、η’——分別為離心泵輸送高粘度液體時(shí)的流量，壓頭和效率。

粘度系數(shù)換算圖是在單級(jí)離心泵上進(jìn)行多次試驗(yàn)的平均值繪制出來(lái)的，用于多級(jí)離心泵時(shí)，應(yīng)采用每一級(jí)的壓頭。兩圖均適用于牛頓型流體，且只能在刻度范圍內(nèi)使用，不得外推。圖2-13中的QS表示輸送清水時(shí)的額定流量，單位為m3/min。粘度系數(shù)換算圖的使用方法見(jiàn)例2-3。

2．離心泵轉(zhuǎn)速的影響

由離心泵的基本方程式可知，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時(shí)，泵的流量、壓頭隨之發(fā)生變化，并引起泵的效率和功率的相應(yīng)改變。當(dāng)液體的粘度不大，效率變化不明顯，不同轉(zhuǎn)速下泵的流量、壓頭和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系可近似表達(dá)成如下各式，即

（2-18）

式中

Q1、H1、N1------轉(zhuǎn)速為n1時(shí)泵的性能；

Q2、H2、N2------轉(zhuǎn)速為n2時(shí)泵的性能；

式2-18稱為離心泵的比例定律。其適用條件是離心泵的轉(zhuǎn)速變化不大于±20%。

3．離心泵葉輪直徑的影響

當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，泵的基本方程式表明，其流量、壓頭與葉輪直徑有關(guān)。對(duì)于同一型號(hào)的泵，可換用直徑較小的葉輪（除葉輪出口其寬度稍有變化外，其它尺寸不變），此時(shí)泵的流量、壓頭和功率與葉輪直徑的近似關(guān)系為

（2-19）

式中

Q’、H’、N’------轉(zhuǎn)速為D2’時(shí)泵的性能；

Q、H、N------轉(zhuǎn)速為D2時(shí)泵的性能；

式2-19稱為離心泵的切割定律。其適用條件是固定轉(zhuǎn)速下，葉輪直徑的車削不大于±5%D2。