新品泵效率測試儀的計算公式以及測試方法

 

 

 

 

水泵效率如何計算？

　　泵的有效功率可以通過流量和揚程，輸送介質密度來計算，而要計算軸功率要知道效率，那么水泵效率如何計算?

　　什么叫水泵的效率?水泵效率計算的公式是什么?

　　水泵效率指泵的有效功率和軸功率之比。η=pe/p

　　泵的功率通常指輸入功率，即原動機傳到泵軸上的功率，故又稱軸功率，用p表示。

　　有效功率即：泵的揚程和質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)

　　質量流量 qm=ρq (t/h 或 kg/s)

　　因為水泵的功率N(KW)=揚程(m)×流量(m3/s)×1000(水的重度Kg/m3)÷102(功率轉換系數)÷η(水泵的效率)，由此可求得水泵的效率。如能實測電流、電壓(可計算得水泵的功率)，通過測量流量、揚程，水泵的效率便可求得，這就是水泵效率計算公式。

 

 

電機、水泵效率測試方法

 

對于立式安裝的泵機組，由于電機輸入功率和水泵的流量、揚程等參數是可測量的，因此，泵機組的整體效率不難計算出來，由于電機的各種損耗是可以測試分析出來的，因此，我們可以據此計算出電機的效率，進而計算出水泵的效率。

 

2.1 電機效率測試與分析

 

對于異步電動機，我們知道：

 

P2= P1-PCU1-PFe-PCU2-PΩ-PS

 

式中 P2：電機輸出軸功率

 

P1：電機輸入功率

 

PCU1：電機定子銅損耗

 

PCU2：電機轉子銅損耗

 

PΩ ：電機機械損耗

 

PS：電機雜散損耗

 

PFe： 電機鐵損耗

 

電動機的輸入功率可以直接由三相功率計讀出，下面，我們測試，分析電機各種損耗。

 

2.1.1 定子銅耗

 

PCU1=3I12r1

 

式中 PCU1：電機定子銅耗

 

I1：電機定子相電流

 

r1：電機定子相電阻

 

測試時，調節機泵組至所須測試的工況點，待電機，水泵運行至穩定狀態后，同時讀取電機輸入功率，定子電壓，定子電流，轉差率，水泵流量，出水揚程等參數，停車后，迅速量取定子相電阻，在此工況下的定子銅耗即可算出。

 

依據GB1302《三相異步電動機試驗方法》，電機的定子銅耗必須換算到電機銘牌上標明的絕緣等級的基準工作溫度時的數值，也就是說對于B級絕緣（或F級絕緣按B級考核溫升）必須將定子銅耗折算至75℃，F級絕緣的電機必須將定子銅耗折算成115℃時的數值。

 

2.1.2 電機鐵耗及機械耗

 

PΩ+ PFe=P0-3I02r1

 

式中 PΩ：電機機械損耗

 

PFe：電機鐵耗

 

P0：電機空載損耗

 

3I02r1 電機空載時銅損耗

 

由于現場沒有可調壓電源，很難將定子鐵耗及機械耗進行分離。進行電機鐵耗及機械耗測試時，由于不需要連接負載，因此，一般在電機廠內已進行過測試，故電機鐵耗及機械可采用電機廠家提供的數據，如果現場電壓與額定電壓發生偏離時，定子鐵耗按與電壓平方成正比的關系進行折算，在各工況點下進行測試時，由于負載不同而引起轉速的變化進而導致的電機機械損耗的變化，可以忽略不計。

 

如果對廠家提供的機鐵耗數值有異議，也可以由現場測得機鐵耗之和，按廠家所提供的機鐵

 

耗的比例進行分離，這樣對電機效率結果的影響也可以忽略不計。

 

實驗時，電機空載運行，至穩定后，讀取三相功率（低功率因數表），三相電流，電網電壓值，停車后量取定子電阻，依據述公式便可計算出機鐵損耗之和。

 

2.1.3 雜散損耗

 

GB755-87《旋轉電機基本技術要求》規定，對于中心高630mm及以下異步電動機，可按實測法確定雜散損耗，亦可按額定輸入的0.5%進行計算，對于中心高大于630mm的電機，按額定輸入的0.5%進行計算。在現場條件下，不可能有條件進行實測，因此，一般按額定輸入的0.5%進行計算。

 

值得注意的是，對于所測試的各工況點，由于電機的輸出功率不是額定功率，因此此時的雜散損耗須要進行折算，折算公式為：

 

Ps1=(In1/In)2Ps

 

式中，Ps1 , In1: 為對應某工況點的雜散損耗和定子電流

 

Ps ，In 為電機額定輸出時的雜散損耗和額定定子電流

 

2.1.4 轉子銅耗

 

Pcu2=(P1-Pcu1-PFe)S

 

式中 Pcu2: 轉子銅耗

 

P1: 電機輸入功率

 

Pcu1: 電機定子銅耗

 

PFe： 定子鐵耗

 

S： 轉差率

 

為了減小誤差，轉差率的測量宜采用閃頻法，用一盞日光燈和秒表即可。不要用瞬時測速儀，采用瞬時測速類儀表測取轉速時，一定要同時量取電網頻率，否則會造成較大誤差。

 

計算轉子銅耗時，必須將實測到的轉差率換算到電機基準溫度時的轉差率。

 

換算公式如下：

 

S1=[(K+tb)/(K+t)]S

 

式中S1: 換算到基準工作溫度tb℃時的轉差率

 

S: 某工況下實測轉差率

 

K: 系數，對銅繞組取235，對鋁繞組取228

 

t: 試驗時轉子繞組溫度

 

由于試驗時轉子繞組溫度無法測取，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的溫度，定子繞組的溫升由每工況點的性能試驗完成后立即測得的定子繞組電阻求取得到。

 

t=[(r2-r1)/r1](K+t1)+t1

 

式中 r2: 性能試驗后測得的熱態電阻

 

r1: 與r2為同一相的冷態時的電阻

 

t: 定子繞組溫度

 

K: 系數，銅繞組取235，鋁繞組取228

 

t1: 定子冷態時的溫度

 

對于每一工況點，重復上述試驗，我們即可求出每一工況點下電機的各種損耗，進而可以得出電機在各工況點下的效率或效率曲

 

 

測壓儀表可采用符合精度要求彈簧壓力計，必須在管路上沿圓周方向對稱地開設4個取壓孔，各取壓孔通過截止閥或旋塞與一環形匯集孔連通，對于取壓孔的具體要求，參見GB3216-89《離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法》。由于在進水口和出水口兩個測壓點之間會產生磨擦阻力造成水頭損失，當此水頭損失大于水泵總水頭的0.2%時，必須對所測揚程進行修正。在小流量工況下，泵入口處如產生預旋，也必須對所測揚程進行修正，修正方法見GB3216-89附錄B和附錄C。

 

現場試驗時，一般采取調節水泵出口閥門的辦法，將水泵工作點調節到所要求測試的工況，對于每一工況點，同時測取電機水泵的相關參數，便可計算出該工況下，電機水泵效率。在每一工況下，當水泵的實際轉速與規定的轉速有差異時，必須將流量，揚程，軸功率參數校正至規定轉速的數值。流量按與轉速成正比，揚程按與轉速平方成正比，軸功率按與轉速立方成正比關系進行校正。

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