内混式自吸离心泵射流自吸装置的试验研究

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1、水利学报年月第卷第期文章编号内混式自吸离心泵射流自吸装置的试验研究仪修堂兰才有窦以松高战地中国农业大学水利与土木工程学院北京中国农业机械化科学研究院北京北京工业大学分部北京摘要通过安装不同收缩角和不同出口截面积的射流嘴对种内混式射流自吸离心泵的自吸性能进行了试验研究利用压力传感器和真空仪测量了吸水管内和叶轮进口的真空度分析了自吸离心泵自吸过程中吸水管内和叶轮进口真空度的变化情况以及射流嘴收缩角和出口截面积对自吸性能的影响结果发现射流嘴出口压力取决于叶轮进口的真空度而吸水管内的真空度曲线则反映了自吸离心泵的自吸过程射流嘴的收缩角为

2、时自吸性能最佳射流嘴的最佳出口截面积与自吸离心泵的大小有关随泵的额定流量呈指数关系变化关键词自吸离心泵内混式射流自吸射流装置中图分类号文献标识码离心泵是轻小型移动式喷灌机组的主要配套部件之一使用中需要随机组工作位置的不断变换而频繁起动和停止为了减轻操作人员的劳动强度避免普通离心泵安装底阀带来的水力损失提高机组效率轻小型移动式喷灌机组通常都配套自吸离心泵根据水和空气混合部位的不同自吸离心泵通常分为内混式和外混式两种外混式自吸离心泵的自吸循环水通过叶轮外圆周附近泵体蜗壳壁上的回流孔回到叶轮外周处内混式自吸离心泵通过外置的回流装置将泵

3、腔与叶轮进口连通形成自吸循环水通道在性能参数相同或相近的条件下内混式自吸离心泵一般较外混式自吸性能好效率高所以用量也较外混式多国内外学者对自吸离心泵的自吸性能进行了大量研究研究内容主要集中在外混式自吸离心泵自吸时间的计算回流孔的面积和位置以及储液室容积等方面如范宗霖主要进行了自吸时间计算的研究陈茂庆主要进行了回流孔面积和位置的研究仪群等主要进行了泵腔储液室容积的研究到目前为止关于内混式自吸离心泵射流自吸装置研究的文献不多沙毅张文涛等通过个出口截面积不同的回流嘴在同一台内混式自吸离心泵上进行了试验表明回流嘴的出口直径存在最佳值叶忠

4、明在同一台泵上用种不同尺寸的自吸回流装置进行了数值模拟和试验研究得出的结论与文献基本相同这些研究都是针对一种自吸离心泵进行的且自吸装置的规格少研究结果不具有普遍性本文用种不同射流嘴收缩角和出口截面积的射流自吸装置在比转速为的种内混式射流自吸离心泵上进行了次有效自吸性能试验并对试验结果进行了理论分析该研究对内混式自吸离心泵的设计射流自吸装置最佳结构参数的确定以及进一步提高该类泵的自吸性能具有较重要的意义内混式射流自吸离心泵的结构与工作原理如图所示内混式射流自吸离心泵主要由射流自吸装置含阀球回流管和射流嘴泵体加水短收稿日期基金项目国

5、家计划课题作者简介仪修堂男内蒙古赤峰人博士研究生主要从事节水灌溉技术与设备研究工作管叶轮轴承体泵轴等组成自吸离心泵首次起动前需向泵腔内注足够量的水停机时会自动存留一部分供下次起动时使用泵起动后在叶轮高速旋转的离心力作用下吸水管见图内的空气与水混合并被排到泵腔内的气水分离室在气水分离室比重较轻的空气从水中分离并从泵的出口及加水短管排出脱气后的水经过回流管返回泵腔内继续与空气混合经过反复循环直到将吸水管和泵腔内的空气排尽由于泵腔内是高压区而吸水管内和叶轮进口是低压区泵腔内的部分水经过射流自吸装置时形成的高速射流使叶轮进口的真空度进一

6、步加大从而提高了泵的自吸性能水泵完成自吸过程后阀球自动关闭回流管射流自吸装置停止工作水泵转入正常工作状态阀球回流管射流嘴泵体进口接头计算机真空仪压力传感器测压管加水短管兼作排气管出口接头叶轮吸水管被试自吸离心泵电机轴承体泵轴联轴器图试验装置示意图内混式射流自吸离心泵结构原理射流自吸装置是一种利用高速流体作为工作动力的装置它本身没有运动部件因而具有结构简单密封性能好工作可靠和成本低等优点试验装置与方案试验用自吸离心泵试验所用的自吸离表试验用自吸离心泵主要性能参数心泵是国家计划轻小型移动式与大型自流量扬程转速比转速实测效率型号走式喷

7、灌机组及配套产品研制与产业化开发?????课题中轻小型移动式喷灌机组配套水泵中的种均为采用射流自吸装置的内混式自吸离心泵其比转数为主要性能参数详见表试验装置和仪表图为试验装置示意图被试自吸离心泵全部安装在叶轮中心距蓄水池水面的高度处吸水管绝大部分长度与水面垂直而水平段很短其影响可忽略不计为了获得射流嘴出口前后的压力差并测量吸水管内的真空度在叶轮进口和吸水管靠近泵进口处各设置一个测压点利用压力传感器真空仪和计算机的数据采集程序采集叶轮进口和吸水管内的真空度传感器将感受到的真空度以电流的形式传递给真空仪真空仪将其转换为数字形式并传送

8、给计算机计算机的数据采集程序记录测得的真空度和时间自吸离心泵一经起动计算机的数据采集程序同时开始记录并将开始时间设置为零根据自吸时间的长短设定计算机数据采样程序的采样时间间隔利用多功能大气压力计测量试验中的即时大气压力和温度测量仪表及其精度如下压力传感器测量范围