低比转速离心泵加大流量设计方法 (2)

1、低比转速离心泵加大流量设计方法小组成员： 引 言 基 本 原 理基 本 方 法及 参 数 选 择 设 计 的 不 良 后 果12341 引 言 低比转速泵: 比转速ns=3080的离心泵。 2.输入功率随流量增大快速上升, 最大轴功率与设计点功率之比远大于一般离心泵的相应值, 这使其比大流量、低扬程工况运行时极易过载, 烧毁电动机。 1.与中高比转速离心泵相比, 低比速泵流量较小、扬程高, 致使轴面流道狭长、圆盘摩擦损失大, 因此效率低。 注意：目前, 低比速泵的主要设计方法有加大流量设计法、无过载设计法、优化设计法、复合叶轮设计法等。加大流量设计法 加大流量设计法早期的研究是由王耀红提出增加

2、叶片出口宽度，从而增加泵的流量，而泵在小流量工况下运转。后来有骆大章等提出增加叶片出口宽度，出口安放角，从而使最高效率点偏向大流量提高效率。张明光提出流量偏移系数最高效率点流量与设计流量之比袁寿其等整理了加大流量设计的基本原理和基本方法，主要几何参数选择的原则和机理，及其不良后果，并对其做了完善的统计和发展。有了今天的加大流量设计法的完整体系！2 基 本 原 理 泵的特性曲线和性能参数是泵内流体运动参数的外部表现形式，而泵内流体的运动状况是由泵各几何参数和转速决定的，因此，泵的几何参数决定了泵最终的特性曲线和性能参数。加大或者减小设计参数根据大量的实验数据统计给出的泵的效率和比转速和流量及流量

3、的关系曲线得到结论：流量比转速ns越高，泵的效率越高流量Q越大，泵的效率越高在低比转速和小流量范围内，泵的效率随流量和比转速的增加而迅速的提高加大流量设计法的指导思想是，对给定的设计流量和比转数进行放大，用加大了的流量和比转速来设计一台较大的泵。加大流量设计与普通设计之间的关系：通过加大流量设计的泵在一定流量范围内基本上包络了普通设计的效率曲线，那么在设计流量点，可知效率有明显提高。注意：加大流量设计法中，由于最佳工况点的流量点的流量大于设计流量，虽然增加的冲击损失，但利大于弊。增加比转速是一种手段，通常分析时，将设计比速作为泵的相似准则，也可同时列出最佳工况点的比速以便人们比较。3 基 本

4、方法及参数选择 通过大量的实验，进行了系数的修正，得到：统计表明：流量越小，放大系数越大；比速越低，放大系数越大。原则：尽可能通过减少损失，从而提高泵的效率。 机械损失 容积损失 水力损失 圆盘损失 口环处泄漏与隔舌环流 撞击和漩涡与叶轮外径5和比速 较小 比较大 机械损失 水力损失较大的叶片出口安放角 较大的叶片出口宽度 泵体喉部面积Ft较少的叶片数控制流道面积变化叶片前伸并减薄 泵损失机械损失水力损失Stepanoff经过大量实验研究认为 =22.5左右泵效率最高，当 增加到27.5时效率也几乎没有影响。Pfleiderer认为 30时将获得较好的流道形状和较高的效率。较大的出口安放角可以

5、提高泵的效率学者建议 原理分析统计获得注意：出口安放角不能无限增加，会引起过载，驼峰水利损失严重等后果ns2330314041455160617071802304035383236303428322530优秀模型泵参数统计表略较大的叶片出口宽度传统公式比转速小于80苏联公式比转速小于120苏联公式比转速小于90统计获得公式 从水力损失角度不合适注意：前面的计算公式并不是决定性的也不是唯一的，而是通过大量的实验及工程实例统计总结的，在设计泵时，应综合考虑各个几何参数和各种改进泵性能的措施，并结合厂家的制造工艺水平合理选取叶片出口宽度！对比转速在40-50的泵，喉部面积增加20%-50%较合适，一

6、般低比转速泵，增加10%-40% 分析统计计算得到：. 较大的泵体喉部面积Ft蜗壳和导叶的设计主要是用速度系数法求出泵体喉部的流速,然后根据泵的设计流量计算泵体喉部面积Ft。统计得到对低比转速泵设计偏小。注意：和常规设计相比，泵的喉部面积Ft会增加,由于最佳工况点流量大于设计流量,因此，冲击损失同比增加,泵体的工作状况有所恶化。但如果Ft增加量适当,这种附加损失是有限的。经验已表明,适当增加Ft对提高泵效率是有益的。选择较少的叶片数泵的叶片数与其比速、叶片负荷和扬程有关，考虑到保证流动的稳定性,及减少叶片的排挤和表面的摩擦，因此： 对于低比速泵铸造叶轮,叶片数的计算公式为注意：下表是通常设计叶

7、片数与比转速的关系ns3045456060120120300Z810786746但是，低比转速泵的设计，叶片数基本子啊Z=46范围内，以Z=6为多数，且有比转速越低，叶片数越少的趋势。控制流道面积变化由于控制流道面积扩散的程度是提高泵性能的有力措施。因此，两叶片间流道有效部分出口和进口面积之比对泵的性能有重要影响，推荐： FII/FI=1.21.5 实验表明，当壁纸大于1.5时，由于流道扩散剧烈将引起效率下降。 这种改变，消耗一些能量和产生一些水力损失，但产生的扬程比所消耗的能量来说是主要的，故总的来说提高了效率或扬程，获得稳定的扬程曲线。统计表明，低比转速叶轮叶片进口边前伸并减薄是有益的过去低比转速设计是进口边与轴平行叶片前伸并减薄备注：除上述六个主要参数外，其他一些