水泵效率如何計(jì)算?
泵的有效率可以通過(guò)流量和揚(yáng)程，輸送介質(zhì)密度來(lái)計(jì)算，而要計(jì)算軸率要知道效率，那么水泵效率如何計(jì)算?
什么叫水泵的效率?水泵效率計(jì)算的公式是什么?
水泵效率泵的有效率和軸率之比。η=pe/p
泵的率通常輸入率，即原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的率，故又稱(chēng)軸率，用p表示。
有效率即：泵的揚(yáng)程和質(zhì)量流量及重力加速度的乘積。
pe=ρg qh (w) 或pe=γqh/1000 (kw) ρ：泵輸送液體的密度(kg/m3)
γ：泵輸送液體的重度 γ=ρg (n/ m3) g：重力加速度(m/s)
質(zhì)量流量 qm=ρq (t/h 或 kg/s)
因?yàn)樗玫穆蔔(KW)=揚(yáng)程(m)×流量(m3/s)×1000(水的重度Kg/m3)÷102(率轉(zhuǎn)換系數(shù))÷η(水泵的效率)，由此可求得水泵的效率。如能實(shí)測(cè)電流、電壓(可計(jì)算得水泵的率)，通過(guò)測(cè)量流量、揚(yáng)程，水泵的效率便可求得，這就是水泵效率計(jì)算公式。
電機(jī)、水泵效率測(cè)試方法
對(duì)于立式安裝的泵機(jī)組，由于電機(jī)輸入率和水泵的流量、揚(yáng)程等參數(shù)是可測(cè)量的，因此，泵機(jī)組的整體效率不難計(jì)算出來(lái)，由于電機(jī)的各種損耗是可以測(cè)試分析出來(lái)的，因此，我們可以據(jù)此計(jì)算出電機(jī)的效率，而計(jì)算出水泵的效率。
2.1 電機(jī)效率測(cè)試與分析
對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)，我們知道：
P2= P1-PCU1-PFe-PCU2-PΩ-PS
式中 P2：電機(jī)輸出軸率
P1：電機(jī)輸入率
PCU1：電機(jī)定子銅損耗
PCU2：電機(jī)轉(zhuǎn)子銅損耗
PΩ ：電機(jī)機(jī)械損耗
PS：電機(jī)雜散損耗
PFe： 電機(jī)鐵損耗
電動(dòng)機(jī)的輸入率可以直接由三相率計(jì)讀出，下面，我們測(cè)試，分析電機(jī)各種損耗。
2.1.1 定子銅耗
PCU1=3I12r1
式中 PCU1：電機(jī)定子銅耗
I1：電機(jī)定子相電流
r1：電機(jī)定子相電阻
測(cè)試時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)泵組至所須測(cè)試的況點(diǎn)，待電機(jī)，水泵運(yùn)行至穩(wěn)定狀態(tài)后，同時(shí)讀取電機(jī)輸入率，定子電壓，定子電流，轉(zhuǎn)差率，水泵流量，出水揚(yáng)程等參數(shù)，停車(chē)后，迅速量取定子相電阻，在此況下的定子銅耗即可算出。
依據(jù)GB1302《三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》，電機(jī)的定子銅耗須換算到電機(jī)銘上標(biāo)明的緣等的基準(zhǔn)作溫度時(shí)的數(shù)值，也就是說(shuō)對(duì)于B緣(或F緣按B考核溫升)須將定子銅耗折算至75℃，F(xiàn)緣的電機(jī)須將定子銅耗折算成115℃時(shí)的數(shù)值。
2.1.2 電機(jī)鐵耗及機(jī)械耗
PΩ+ PFe=P0-3I02r1
式中 PΩ：電機(jī)機(jī)械損耗
PFe：電機(jī)鐵耗
P0：電機(jī)空載損耗
3I02r1 電機(jī)空載時(shí)銅損耗
由于現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有可調(diào)壓電源，很難將定子鐵耗及機(jī)械耗行分離。行電機(jī)鐵耗及機(jī)械耗測(cè)試時(shí)，由于不需要連接負(fù)載，因此，般在電機(jī)廠內(nèi)已行過(guò)測(cè)試，故電機(jī)鐵耗及機(jī)械可采用電機(jī)廠家提供的數(shù)據(jù)，如果現(xiàn)場(chǎng)電壓與額定電壓發(fā)生偏離時(shí)，定子鐵耗按與電壓平方成正比的關(guān)系行折算，在各況點(diǎn)下行測(cè)試時(shí)，由于負(fù)載不同而引起轉(zhuǎn)速的變化而導(dǎo)致的電機(jī)機(jī)械損耗的變化，可以忽略不計(jì)。
如果對(duì)廠家提供的機(jī)鐵耗數(shù)值有異議，也可以由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得機(jī)鐵耗之和，按廠家所提供的機(jī)鐵
耗的比例行分離，這樣對(duì)電機(jī)效率結(jié)果的影響也可以忽略不計(jì)。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，電機(jī)空載運(yùn)行，至穩(wěn)定后，讀取三相率(低率因數(shù)表)，三相電流，電網(wǎng)電壓值，停車(chē)后量取定子電阻，依據(jù)述公式便可計(jì)算出機(jī)鐵損耗之和。
2.1.3 雜散損耗
GB755-87《旋轉(zhuǎn)電機(jī)基本術(shù)要求》規(guī)定，對(duì)于中心630mm及以下異步電動(dòng)機(jī)，可按實(shí)測(cè)法確定雜散損耗，亦可按額定輸入的0.5%行計(jì)算，對(duì)于中心大于630mm的電機(jī)，按額定輸入的0.5%行計(jì)算。在現(xiàn)場(chǎng)條件下，不可能有條件行實(shí)測(cè)，因此，般按額定輸入的0.5%行計(jì)算。
值得注意的是，對(duì)于所測(cè)試的各況點(diǎn)，由于電機(jī)的輸出率不是額定率，因此此時(shí)的雜散損耗須要行折算，折算公式為：
Ps1=(In1/In)2Ps
式中，Ps1 , In1: 為對(duì)應(yīng)某況點(diǎn)的雜散損耗和定子電流
Ps ，In 為電機(jī)額定輸出時(shí)的雜散損耗和額定定子電流
2.1.4 轉(zhuǎn)子銅耗
Pcu2=(P1-Pcu1-PFe)S
式中 Pcu2: 轉(zhuǎn)子銅耗
P1: 電機(jī)輸入率
Pcu1: 電機(jī)定子銅耗
PFe： 定子鐵耗
S： 轉(zhuǎn)差率
為了減小誤差，轉(zhuǎn)差率的測(cè)量宜采用閃頻法，用盞日光燈和秒表即可。好不要用瞬時(shí)測(cè)速儀，采用瞬時(shí)測(cè)速類(lèi)儀表測(cè)取轉(zhuǎn)速時(shí)，定要同時(shí)量取電網(wǎng)頻率，否則會(huì)成較大誤差。
計(jì)算轉(zhuǎn)子銅耗時(shí)，須將實(shí)測(cè)到的轉(zhuǎn)差率換算到電機(jī)基準(zhǔn)溫度時(shí)的轉(zhuǎn)差率。
換算公式如下：
S1=[(K+tb)/(K+t)]S
式中S1: 換算到基準(zhǔn)作溫度tb℃時(shí)的轉(zhuǎn)差率
S: 某況下實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)差率
K: 系數(shù)，對(duì)銅繞組取235，對(duì)鋁繞組取228
t: 試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組溫度
由于試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組溫度無(wú)法測(cè)取，因此，可近似的采用定子繞組溫度，定子繞組的溫度等于定子繞組的溫升加上冷卻介質(zhì)的溫度，定子繞組的溫升由每況點(diǎn)的性能試驗(yàn)成后立即測(cè)得的定子繞組電阻求取得到。
t=[(r2-r1)/r1](K+t1)+t1
式中 r2: 性能試驗(yàn)后測(cè)得的熱態(tài)電阻
r1: 與r2為同相的冷態(tài)時(shí)的電阻
t: 定子繞組溫度
K: 系數(shù)，銅繞組取235，鋁繞組取228
t1: 定子冷態(tài)時(shí)的溫度
對(duì)于每況點(diǎn)，重復(fù)上述試驗(yàn)，我們即可求出每況點(diǎn)下電機(jī)的各種損耗，而可以得出電機(jī)在各況點(diǎn)下的效率或效率曲
測(cè)壓儀表可采用符合度要求彈簧壓力計(jì)，須在管路上沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)地開(kāi)設(shè)4個(gè)取壓孔，各取壓孔通過(guò)截止閥或旋塞與環(huán)形匯集孔連通，對(duì)于取壓孔的具體要求，參見(jiàn)GB3216-89《離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗(yàn)方法》。由于在水口和出水口兩個(gè)測(cè)壓點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生磨擦阻力成水頭損失，當(dāng)此水頭損失大于水泵總水頭的0.2%時(shí)，須對(duì)所測(cè)揚(yáng)程行修正。在小流量況下，泵入口處如產(chǎn)生預(yù)旋，也須對(duì)所測(cè)揚(yáng)程行修正，修正方法見(jiàn)GB3216-89附錄B和附錄C。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，般采取調(diào)節(jié)水泵出口閥門(mén)的辦法，將水泵作點(diǎn)調(diào)節(jié)到所要求測(cè)試的況，對(duì)于每況點(diǎn)，同時(shí)測(cè)取電機(jī)水泵的相關(guān)參數(shù)，便可計(jì)算出該況下，電機(jī)水泵效率。在每況下，當(dāng)水泵的實(shí)際轉(zhuǎn)速與規(guī)定的轉(zhuǎn)速有差異時(shí)，須將流量，揚(yáng)程，軸率參數(shù)校正至規(guī)定轉(zhuǎn)速的數(shù)值。流量按與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程按與轉(zhuǎn)速平方成正比，軸率按與轉(zhuǎn)速立方成正比關(guān)系行校正。
