低比转数潜水电泵无过载设计

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1、低比转数潜水电泵无过载设计低比转数潜水电泵的轴功率曲线会随着流量的增大而不断上升，比转数越低，轴功率曲线的上升趋势就越明显1141.目前国内低比转数潜水电泵配套电动机功率一般为额定工况轴功率的1.2~1.3倍，当扬程很低时，最大轴功率有可能超过额定工况轴功率的1.5倍。因此，高扬程的低比转数潜水电泵在低扬程工况使用时会导致过载烧毁电动机。所以，无过载低比转数潜水电泵的研究对于提高泵的使用寿命、可靠性等有重要的现实意义。　　1设计方法经试验研究发现，叶轮的设计对泵无过载性能影响较大，通过叶轮设计技术的创新，使泵的轴功率特性曲线变得更加平坦，尽量减小最大轴功率值，使其小于额定

2、工况轴功率的1.2倍。在泵的全部扬程范围内都不会出现过载问题的同时还可以减小配套电动机功率，达到节能的目的。　　低比转数潜水电泵叶轮设计时，结构参数的确定要受到最大轴功率值、叶片泵基本方程式、两相流原理3个方面的制约。　　11设计判别公式的提出叶轮结构参数对清水离心泵轴功率的影响，已经做过不少研究，推导出清水离心泵最大轴功率值及其位置的关系式为而在低比转数潜水电泵试验研究中发现其最大轴功率一般都大于清水泵Pmx计算值，但不大于0.275P2UnDbxan2/n.因此，要满足低比转数潜水电泵轴功率的极值不大于额定设计工况下轴功率1.2倍的要求，设定参数判别公式为0.275P

3、2UnQbxt%/nga―滑移系数Q―叶轮出口直径，m―叶轮出口圆周速度，m/sb―叶轮出口宽度，mX2―叶片出口排挤系数心―叶片出口安放角，（°nm―泵的机械效率，g―重力加速度，m/SQ―泵额定工况下的流量，m/sH―泵额定工况下的单级扬程，mne―泵额定工况下的效率，12扬程公式对参数选择的要求叶轮结构参数的选择还要满足在额定流量下扬程的设计要求，即满足叶片泵基本方程式为n――泵的水力效率，V―叶轮出口轴面速度，m/sU―叶片进口圆周速度，m/sV―叶片进口圆周分速度，m/s叶轮结构参数选择时，只要满足的最大轴功率为73.5kW小于电动机的配套功率901W随着流量进

4、一步增大，轴功率曲线呈下降趋势，则泵在全部扬程范围内无过载。在额定流量下，单级叶轮下的轴功率P2e为226kWP2mM/P2e=24.5kW/22.6k￥=1.08<1达到了减小最大轴功率的目的。　　截取叶轮和导叶中间回转面，得到叶轮内部流场的相对速度矢量图、叶轮和导叶内部流动的湍动能分布图，分别如和所示。　　由可以看出，叶轮内部速度场均匀、流畅，没有流动扩散现象，无明显回流区。由可以看出，叶轮和导叶内部流动的湍动能分布均匀，没有大的湍流脉动，湍流损失较小，说明叶轮设计符合流体的流动规律。　　2.3试验及分析果分别如表1所示，其中转速为2950r/mn低于电动机配套功率9

5、0kW达到无过载要求。在额定设计流量Q=8m/h时，轴功率约为740kW最大轴功率与设计点工况轴功率的比值为76.9/740=1.04低于设计要求的1.2倍目标，Fluen数值计算与试验结果基本吻合。由表1可知，泵在额定流量工况下的效率为58.2%，高于规定效率521%.说明按照提出的参数判别公式设计叶轮，能够满足设计要求。　　表1泵的性能试验结果流量扬程轴功率电动机输入功率/iw泵效率/%3结论确定了叶轮结构参数对低比转数电泵轴功率特性的影响，并给出了无过载叶轮设计控制公式：0.275P2unDbX12/n<1.2pgQH/n根据该公式设计的低比转数潜水电泵可以实现最大

6、轴功率小于额定工况轴功率1.2倍的要求。　　通过泵最大轴功率值的减小，可使配套电动机功率适当减小，改变以往用“大马拉小车”的方式来实现无过载的方法，节约了能源。