水泵效率影响因素分析及改进

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1、水泵效率影响I大I索分析及改进简介：木文论述了影响节段式离心式水泵效率的主要原因，提出了改进方法，并进行试用，效果良好。关键字：节段式离心式水泵，改进节段式离心式水泵在国民生产生活屮得到了广泛的应用，提高其运行效率将产生口大的经济效益。水泵工作吋有容积损失、机械损失和水力损失等。一、容积损失：包括通过大小口环的循环水流损失，填料函和平衡盘的泄漏损失，填料函和平衡盘的泄漏损失在规定的范围内是属于保证工作的正常损失。大小口环的循环水流损失主要与人小口环的密封间隙的人小、长度以及泵的单级扬程冇关。一般情况下，密封间隙的长度及泵的单

2、级扬程是基木不变的，I大I此大小口环的环流损失主要与人小口坏的密封间隙的人小有关，人口坏的密封间隙每增加0.2mm,效率降低4%左右；小口环的密封间隙每增加0.5mm,效率降低5%左右。二、机械损失：是指叶轮、平衡盘的外侧表面和水的摩擦、大小口环处的摩擦以及轴承和填料等处的损失，其屮轮盘摩擦损失取决于比转数。比转数较高时损失较小。三、吸水II附近的水被转动的轴扰动，使进水的入口角发牛变化而造成能量损失。以上三项在水泵正常运行时基木上为常量。四、水力扌员失：水力损失将直接应影响泵的水力效率和特性，它包括摩擦损失、涡流和冲击损失

3、。-般情况下流量愈大的泵水力损失较小。摩擦损失指流体在叶轮和其他过流部件屮的沿程损失，它的大小约等于流量的平方。涡流和冲击损失指流体在涡轮机全部流动过程中的转弯、扩大和收缩等造成的损失，单就叶轮来讲是指流体对叶片入口处的冲击刑漩量变化时叶轮内的涡流损失。在额定流量时，叶轮屮的这种损失几乎为零，当大于或小于额定流量时，这种损失开始出现并几与额定流量相差越多损失就越大，随流量的平方而增加。这种冲击损失的分布是由于小于额定流量时，流体以大于叶轮安装角的角度冲击叶片，把流体挤到叶片工作面上并在背面上形成涡流区；当流量人于额定流量时，

4、流体与叶片相遇时的角度小于叶片安装角，流体被压向叶片的背面，在工作面上形成密闭的涡流之故。这种现象己被实验所证实。水力损失主要是在叶轮和各通流部件屮，以ns（比转数）=90的分段式多级泵中水力损火情况为例：在叶轮和其他通流部件中的损失，人约各占50%。叶轮叶片入口处边缘磨损后，由于入口角改变，将产生不正常的入口冲击，叶片间流道粘污后，减少了有效过流面积，水流速度增加，从而加大了水力损失。新配叶轮时，应尽可能清除流道中的毛刺，保持内壁光滑，以减少额外的水力损失，条件允许时可采用丁程塑料叶轮。特别注意的是，装配或检修水泵时，由于

5、叶轮出口与导水圈吻合不当或轴向窜量太大而造成的水力损失，对泵效率和特性影响较大，既使装配无误，这部分损失也近于11%。除此Z外，由导水圈向返水圈翻转的流道中的损失占22%强,清除导翼中的飞边和毛刺等铸造缺陷，可避免无益的水力损失。当一台水泵各部正常时，它的效率将取决水力损失的大小。水力损失屮的摩擦损失是不可避免的，众所周知，水貝有粘滞的特性，单位体积的水和物体（过流部件）表面作相对运动时，维持其运动所需的能量和其粘度、接触面积、表面粗糙度、沿途行程的长短有关，并与水流运动速度的三次方成正比。水在流道屮流动时，和流道表面接触的

6、表面水的运行速度将相对降低，并冃•能使水流屮形成涡流而造成能量消耗，表面水的相对运行速度越快而造成的能量损失越人,因此扩人流道面积或降低水在流道中流动时的运行速度（降低泵轴转速），能减小能量消耗，提高运行效率。水与水之间作相对运动所需的能量是很小的，基本上取决丁•水的粘度的大小。冲击损失和水流速度也有很大的关系，当水的流速太大吋，特别是在叶轮吸水口附近处，当水流以较人的轴向速度流向叶轮吸水口，而叶轮又将其带动旋转又以径向速度抛向叶轮出水口，可以说其轴向流速具有的动能在叶轮吸水口附近消耗殆尽。这种现象在水泵首级叶轮和中间及叶轮

7、均会发卞，而口中间级叶轮比首级叶轮还严重，因为一般多级泵首级叶轮吸水口直径比屮间级叶轮的吸水口宜径大（为了改善吸水性能），首级叶轮吸水口外水流的轴向流速还能相对降低，而且吸水管内的压力低于人气压，首级叶轮抛出的水经导水圈减速增压，经返水圈冋头后以径向速度到达中间级叶轮吸水口，由于吸水口直径较小，水流被迫由径向速度变成较人的轴向速度流向吸水口，这时水流在径向速度所是有的动能也被消耗掉，而FL返水圈的过流面积朝吸水口方向逐渐收缩，造成径向速度增加，返水圈内的压力还是正压力（大于大气压力），这些情况均造成无益的水力损失。一般情况下

8、，具有导水圈的多级离心泵水力效率，从零流量开始，沿流量增加方向而增加，在到达某一•点吋，效率反而下降。这是由于流量增加吋，流体在过流部件中的流速增加，人人增加了水流的摩擦损失、冲击损失和涡流损失，从而造成效率下降。新型高效率水泵通过特殊设计，冇如下特点：新设计的水泵采用新型导水圈，扩人流道