低比转速离心泵的水力模型设计

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1、*,w*0'40-ko04__~一一..}EDesign,}Devebpment娜设计与只发低比转数离SH泵dbmgft水力模型设计，又一浙江大学化工机械研究所牟介刚王乐勤上海凯泉泵业(集团)有限公司王野摘要:分析了泵在能量传递过程中三种能量损失.的情况，介绍了为提高离心泵的效率和汽二、试验装置及性能参数蚀性能应采用的设计思想，通过试验检测比较两种吸水室的优劣，以此证明设计思1.试验装置想的正确性。具体结构见图to关键词:离心泵水力模型设计与研究1.水力模型的重要性泵的水力模型是泵设计上最重要的部分，它决定泵产品的水力性能和汽蚀性能的大小

2、和技术水平。水力模型的设计是泵产品最关键的技术设计，一般情况下，产品开发的设计人员不直接设计水力模型，而由专门的水力模型研制人员进行设计与研究，将研制成熟的水力模型汇总成一个库，提供给产品开发的设计人员，开发设计人员根据产品设计相似换算方法，设计开发新的产品。图1泵的试验装置在国内外泵行业的研究领域内，对叶轮内部的水力流动2.原水力模型性能参数进行了广泛的研究，但到目前为止，仍不能完全准确掌握叶轮内部的流动状态，不能给产品设计人员提供十分Q=50m3/hH=60m准确的设计理论。设计研制人员在设计水力模型时，往n=2950r/min往既靠

3、现有的设计理论，又依赖于以往的设计经验，有时设计经验占有很大的比重。一个水力模型就是一个泵叩=58%NPSH=3.2m产品，提供给设计人员再进行设计使用，就是无数个产品。因此在实际工作中，对水力模型的设计与研究是非n5=59常重要的。3.攻关后水力模型性能参数2.离心泵水力模型研究Q=50M3/h在泵的应用领域中，离心泵占的比例是最大的，大H=60m约在60%一70%以上。在离心泵中低比转数水力模型的n二2950r/min设计难度较大，根据这一实际需要，开展了这方面的研'7=63%究内容，从而满足了泵产品水力性能、汽蚀性能的要求。NPSH

4、=3.0m现将有关内容介绍给大家，以供参考。n.=5919GeneralMachinery.一—一、沙、砂甘奋喻Designtt:Development设计与R发室的水力损失;三是设计新的吸水室。汽蚀性能主要考三、设计思想及试验方案虑泵吸水室和叶轮进口尺寸和形状。2.试验方案方案1环形吸水室1.设计思想方案2半螺旋形吸水室!泵是把原动机的机械能转换成输送液体能量的机器，两个方案的区别是:吸水室结构不同，叶轮、泵体一泵在能量传递的过程中，要损耗一部分能量，这部分损完全相同，两个吸水室进口喉部面积相同。耗的能量包括:机械损失、容积损失、水力损

5、失，要想提高泵的效率，必须降低这部分的能量损耗。下面让我四、水力模型设计们具体分析一下这三种损失。(1)机械损失机械损失是指泵的轴封、轴承及叶.轮圆盘摩擦损失所消耗的能量。轴封和轴承摩擦功率损1.吸水室失△N很小，通常采用经验公式:AN=(0.01-0.03)N由于吸水室的进口速度较小，相应水力损失也较小，(N一泵的轴功率)计算，当采用机械密封时，损失小于在提高泵效率的研究中，设计人员往往考虑的不多，重公式的计算结果。圆盘摩擦损失是指叶轮外表面与液体点主要放在叶轮和泵体的设计上。这样的结果往往是忽之间摩擦损失，通常采用经验公式:视了吸水室

6、的潜力。本课题设计二个吸水室，一个是环ANar二0.88x10一“yu孟D圣形吸水室;另一个是半螺旋吸水室，两个吸水室的进口0.88面积相同。吸水室对液体进人叶轮的流动情况有很大影10一’“Y7c3n3Dz(1)二21二活6x响，相应对离心泵的汽蚀性能有直接影响，因此吸水室AN,,,泵的圆盘摩擦损失，单位为kW的设计同时要保证汽蚀性能的指标。叶轮外径圆周速度，单位为m/s2.叶轮Y—一输送液体的比重;叶轮的设计是该课题研究中最关键的部分，设计的—泵的转速，单位为r/min;好坏直接影响水力性能和汽蚀性能的技术水平。DZ—叶轮外径，单位为m

7、m(1)叶轮进口部分设计该部分的设计决定泵的汽圆盘摩擦损失比较大，在机械损失中占主要部分，蚀性能。为了更好地提高汽蚀性能，采用了以下措施:尤其对于低比转数的离心泵，圆盘摩擦损失更加重要，1)改变叶轮进口轴面投影形状，增大叶轮进口面积。当比转数n，降低时，圆盘摩擦损失急剧增加，当n，二2)叶片进口边合理地向前延伸并减薄。30时，圆盘损失增大到接近于有效功率的30%o3)叶片由直叶片修改设计为扭曲叶片，使之符合液(2)容积损失由于泵内部存在间隙，压力大小又体流动状态，减少冲击损失。不一样，液体在泵体内部循环流动，因克服间隙阻力而4)叶片进口安

8、放角设计时，选取正冲角。产生的损失称为容积损失。容积损失大小主要与间隙的5)后盖板向后倾斜，以增大进口流道面积。大小和泵的结构有关。对相应的泵产品间隙大小有统一(2)叶轮出口部分设计该部分的设