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离心泵工况点与汽蚀余量 NPSH 核算器
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泵特性 H_p = H0 - a*Q^2（关死扬程系数 1.25）；系统特性 H_s = H_st + k*Q^2
工况点 Q_op = sqrt((H0 - H_st)/(a + k))，H_op = H_s(Q_op)
轴功率 P = rho*g*Q_op*H_op/(3.6e6*eta) kW；NPSHa = (p_atm - p_v)*1000/(rho*g) + Z_s - H_f
判定：流量偏离额定 > 30% 视为低效；汽蚀裕量 < 0 汽蚀，< 0.5 m 预警

【逐泵工况点】
  编号     型号                    额定Q       额定H      Q_op      H_op     轴功率kW        效率%      偏离%
  P-01   IS100-65-200        200.0      50.0     200.0     50.00     36.33       75.0      0.0
  P-02   IS150-125-250       150.0      32.0     199.2     25.89     20.08       70.0     32.8
  P-03   DG300-45x1          300.0      45.0     310.9     44.17     46.63       78.0      3.6
  P-04   IS180-150-315       180.0      38.0     206.3     35.02     26.88       72.0     14.6
  P-05   IS200-150-400       400.0      55.0     272.0     43.31     40.01       80.0    -32.0

【汽蚀核算：NPSHa 与 NPSHr 裕量】
  编号       p_v kPa       压力头m    Z_s m       管损m     NPSHa      NPSHr 裕量m       
  P-01        2.34     10.088     1.50      1.20    10.388      3.00      7.388 安全        
  P-02        2.34     10.088     2.00      1.50    10.588      4.50      6.088 安全        
  P-03       47.40      5.653    -2.50      3.00     0.153      4.00     -3.847 汽蚀风险      
  P-04       19.90      8.441    -1.00      2.00     5.441      5.20      0.241 预警        
  P-05        3.17     10.033     3.00      1.00    12.033      4.00      8.033 安全        
  说明：压力头 = (p_atm - p_v)*1000/(rho*g)；Z_s 为吸入液面相对泵入口高度（倒灌为正、吸上为负）。

【变频后工况点与功率变化】
  编号          转速比      基Q_op     变频Q_op      基P_kW     变频P_kW         Q比         P比
  P-05       0.85     381.72     271.98      72.89      40.01      0.713      0.549
       相似定律参考：Q 应降至 0.850 倍、P 应降至 0.614 倍（沿相似抛物线）
  说明：系统曲线含静扬程时变频点不沿相似抛物线移动，实际流量比小于转速比、
        功率比小于 n^3（本例 流量比 0.713 < 0.850、功率比 0.549 < 0.614），静扬程占比越大偏离越明显。

【流量 - 扬程曲线关键点】
  编号          流量比     Q m3/h      H_p m      H_s m         交点
  P-01        0.6      120.0      58.00      35.92           
  P-01        0.8      160.0      54.50      42.08           
  P-01        1.0      200.0      50.00      50.00        交于此
  P-01        1.2      240.0      44.50      59.68           
  P-02        0.6       90.0      37.12      14.84           
  P-02        0.8      120.0      34.88      17.04           
  P-02        1.0      150.0      32.00      19.88           
  P-02        1.2      180.0      28.48      23.34           
  P-03        0.6      180.0      52.20      28.10           
  P-03        0.8      240.0      49.05      34.40           
  P-03        1.0      300.0      45.00      42.50           
  P-03        1.2      360.0      40.05      52.40           
  P-04        0.6      108.0      44.08      22.67           
  P-04        0.8      144.0      41.42      26.29           
  P-04        1.0      180.0      38.00      30.96           
  P-04        1.2      216.0      33.82      36.66           
  P-05        0.6      240.0      44.72      40.37           
  P-05        0.8      320.0      40.87      48.43           
  P-05        1.0      400.0      35.92      58.80           
  P-05        1.2      480.0      29.87      71.47           

【汽蚀风险泵的吸入条件敏感度】
  以 P-03 为例，看吸上高度与介质温度对 NPSHa 与裕量的影响：
  吸入口高度Z_s m           压力头m    NPSHa m    NPSHr m        裕量m 判定        
  -3.00               5.653     -0.347       4.00     -4.347 汽蚀        
  -2.50               5.653      0.153       4.00     -3.847 汽蚀        
  -2.00               5.653      0.653       4.00     -3.347 汽蚀        
  -1.00               5.653      1.653       4.00     -2.347 汽蚀        
  0.00                5.653      2.653       4.00     -1.347 汽蚀        
  1.00                5.653      3.653       4.00     -0.347 汽蚀        
  介质温度C             p_v kPa    NPSHa m    NPSHr m        裕量m 判定        
  60.0                19.90      2.941       4.00     -1.059 汽蚀        
  70.0                31.20      1.807       4.00     -2.193 汽蚀        
  80.0                47.40      0.153       4.00     -3.847 汽蚀        
  90.0                70.10     -2.204       4.00     -6.204 汽蚀        
  结论：温升和吸上高度都直接吃裕量，每降 1 m 吸上高度可回收 1 m 裕量；
        介质由 60 ℃ 升到 90 ℃，饱和蒸汽压从 19.9 kPa 涨到 70.1 kPa，裕量还要再掉约 5 m。

【风险清单（汽蚀 / 低效 / 过载）】
  P-02   低效         流量偏离额定 32.8%，远离高效区
  P-03   汽蚀         裕量 -3.85 m < 0，必须改造吸入口或降温
  P-04   汽蚀预警       裕量 0.24 m 不足 0.5 m
  P-05   低效         流量偏离额定 -32.0%，远离高效区

【结论与行动建议】
  1) 汽蚀风险 1 台：P-03
     P-03：NPSHa=0.15 m，NPSHr=4.00 m，裕量 -3.85 m，还差 3.85 m。
       建议：抬高吸入液位/降低吸上高度（可回收 1.50 m）、加大吸入管径降管损、或降低介质温度以压饱和蒸汽压。
  2) 汽蚀预警 1 台：P-04
     P-04：裕量仅 0.24 m（< 0.5 m），建议设汽蚀报警并缩短点检周期。
  3) 流量偏离额定 > 30% 的 2 台：P-02、P-05
     P-02：Q_op=199.2 m3/h，偏离额定 32.8%，长期在高效区外运行，建议加装出口节流或切削叶轮把工况拉回额定点。
     P-05：Q_op=272.0 m3/h，偏离额定 -32.0%，长期在高效区外运行，建议加装出口节流或切削叶轮把工况拉回额定点。
  4) 工况点健康 1 台：P-01
     P-01：Q_op=200.0 m3/h（偏离 0.0%）、轴功率 36.33 kW、裕量 7.39 m，运行状态正常。
  5) 变频收益：以 P-05 为例，转速降到 0.85 后流量由 381.7 降到 272.0 m3/h，
     功率由 72.89 降到 40.01 kW，节电约 45.1%。但变频后扬程下降，须复核是否会跌破 NPSH 裕量。
  6) 选型口径：泵特性曲线必须过额定点、且关死扬程取额定扬程的 125% 左右；
     系统特性里的管阻系数 k 决定工况点位置，k 偏小时流量会显著放大到额定值以上。
