泵尺寸介绍课程提供基础知识和术语的熟悉，但不提供全貌。设计点虽然在选择泵时很重要，但只是难题的一部分。为了充分理解系统中流量和压力之间的关系以及泵如何与该系统相互作用，还需要额外的信息。系统头部曲线给出了单个设计点无法实现的全貌，并提供了为每种应用选择最佳设备的额外信息。
为了本文的目的，系统扬程曲线中的系统被定义为管道、阀门的数量和类型、静态扬程以及其他任何可能影响泵压力的设计方面。系统水头曲线是当流量在系统中变化时压力如何变化的图形表示。从某种意义上说，系统水头曲线就是管网的性能曲线。泵尺寸软件可以根据用户输入计算系统扬程曲线，也可以在Excel等工作簿应用程序中计算，或者通过计算不同流量下的总动态扬程(TDH)并绘制最佳拟合曲线来估算。在废水工业中，系统扬程曲线最常用的计算方法是使用Hazen-Williams方程;然而，其他的方法和方程确实存在。
系统头部曲线对于每个应用程序都是独一无二的，但是了解它们是如何创建的可以提供一些快速的信息。一般来说，它们是半抛物线的形状。指数曲线的大小与摩擦损失有关。系统的摩擦损失越大，例如在尺寸较小的管道中，系统水头曲线就越陡峭。系统的摩擦损失越小，例如在超大型管道中，系统水头曲线越平坦。曲线的y轴截距是静态扬程，因为在流量为零加仑每分钟(gpm)时，没有摩擦损失，只有静态扬程。如果有一个额外的操作头要求，例如捆绑到一个力主，额外的操作头可以通过向上移动y轴截距(静态加操作头)来建模。请参见图1，以获得系统头部曲线的各个组成部分的示例。
系统头部曲线可以提供多种好处和信息，不能在一篇文章中阐述。本文将介绍系统头部曲线可以提供的一些好处，如确定工作点，分析同时操作，管道设计，变频驱动器(vfd)，不同的设计条件，以及保守性能和预期性能的比较。
确定工作点
泵只能沿其性能曲线运行。然而，很多时候用来选择泵的设计点并不在泵的性能曲线上。有人可能会问:“泵将产生多少流量?”系统头曲线提供了答案。系统扬程曲线与泵性能曲线的交点为工作点。工作点定义了系统扬程和流量，泵将在该系统中产生的流量和压力。在图1中，设计点在82英尺TDH处为20 gpm。如果没有系统曲线，可以确定图中的泵是可以接受的，但泵产生的流量是不知道的。然而，系统曲线显示，在91英尺TDH处的工作点为24 gpm。操作点是另一个有价值的信息，它应该在系统设计的其他方面代替设计流程，如控制设定点(关闭、超前、滞后等)、循环时间、盆地大小等。 The operating point will also define the estimated efficiency point.
同时操作
人们通常错误地认为，两台泵并联运行时的流量是一台泵单独运行时的两倍BETVICTOR体育官网。只有两台泵在泵和出口之间有独立和相同的管道网络时，才会出现这种情BETVICTOR体育官网况。然而，在多泵提升站中，所有泵都有一个单一的、通用的集管和排放装置是很常见的。BETVICTOR体育官网为了充分了解和比较单泵和多泵同时工作的性能，必须使用系统扬程曲线。BETVICTOR体育官网图2显示了单个泵的性能曲线，两个泵同时工作的复合曲线和三个不同直径的系统曲线。BETVICTOR体育官网图2展示了系统扬程曲线，使用户可以更好地了解单个泵与同时运行的多台泵的对比情况。BETVICTOR体育官网此外，图2展示了如何操作管道网络可以影响工作点，并允许设计师拨出一个更有利的工作点。
变频驱动器
vfd在适当的应用中是很好的。vfd可以降低能耗，减少启动次数，快速适应不同的流入流量，减少软启动的磨损，等等。那么，为什么不在所有的泵上使用它们呢?BETVICTOR体育官网第一个原因是成本，第二个原因是基于应用。系统头部曲线将有助于后者。图3是泵在不同频率下的性能表现。系统头曲线和工作点初看起来很理想(然而，在污水处理应用中，流速必须大于或等于2英尺每秒[ft/s])。当泵以30赫兹(Hz)运行时，其工作点将使速度下降到该最小值以下。这并不意味着VFD在污水处理应用中不可用，但应设置最低频率，使泵能超过最低冲刷速度。此外，在静态扬程大于TDH的50%或系统扬程曲线平坦的系统中，vfd可能不太可行。
具有不同设计点的应用程序
系统头部曲线也很适合用于评估具有不同设计点的应用程序。具有不同设计点的一些应用示例包括在泵循环之间部分或全部排水的管道系统(最高点，泵下坡等)，具有不同水位和静态扬程的深盆地，压力下水道(峰值流量与非峰值流量)，以及其他特殊应用。如果应用程序有不同的设计点，最好选择在每个设计点都能安全充分运行的泵。系统头部曲线提供了所需的清晰度。例如，图1有两条系统扬程曲线，一条用于模拟从泵到力主的静力和摩擦损失(仅横向损失)，另一条用于模拟力主的静力、摩擦和操作扬程(横向损失加上力主压力)。在无压力的情况下，在非高峰时间，泵将在更高的流量，更低的扬程工作点运行。在力主压力达到峰值时，泵将在较低流量、较高扬程的工作点运行。两个独立的系统扬程曲线和泵程曲线确定了极限工作点。由于极端工作点和整个泵曲线之间都位于泵曲线上的安全工作点，因此该泵是一种可行的选择。如果任一系统曲线在理想流量或工作点没有与泵的性能曲线相交，则应分析另一种泵。
保守vs.预期业绩
将设计条件与预期条件进行评估是有帮助的。许多监管机构要求使用保守值，例如摩擦损失计算的c值为120，这可能对长管段或高摩擦损失的设计产生重大影响。一般来说，最好的做法是用保护和安全因素来缓冲设计，并不是作者建议放弃这种做法。建议那些设计泵站的人与当地的监管机构联系，以确保他们的设计符合要求。然而，看看预期的、非保守的情况也是有益的。如果只分析保守的情况，一旦安装，由于压力较低，泵可能会比预期的运行曲线更远。实际操作点可能会降低效率，增加放大器的拉力。用两个系统扬程曲线来评估泵的选择，一个是保守值，一个是期望值，并选择一个在两个工作点都能充分运行的泵，这可能是有益的。
总之，系统扬程曲线可以为正确选择泵提供许多见解。系统扬程曲线可以更深入地了解管网如何影响泵和系统的性能。在确定泵的尺寸时，一定要检查系统扬程曲线，以充分了解系统将如何运行，以及可以调整哪些以提供最佳解决方案。