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1、DOI:10.16046/j.cnki.issn1008-3782.1995.z2.002缴锡云离心泵叶轮最优车削t计算离心泵叶轮最优车削量计算缴锡云朱满林奕鸿儒(水利工程系)(西安理工大学)摘要以装置效率最高为,、,目标并考虑流量电机输出功率及水泵比转数等约束条件建立了,。该优化问题的数学模型采用一维搜索法寻找车削童的最优值:关键词离心泵叶轮最优车削量装置效率n己卜会,、JJl二lJ、,车削调节是一种经济实用的泵站节能措施特别适宜于水泵扬程远大于需要扬程且在较长时段内扬程变化不大的情况。抽水装置是指由水泵、电机、管路及传动装置组
2、成的抽水系统。最优车削量就是指最高。,装置效率所对应的叶轮车削量本文以装置效率最高为目标研究了离心泵叶轮最优车削量的计算方法。l目标函数、、,装置效率为水泵效率电机效率管路效率及传动装置效率的乘积即叭一乳’札’乳i’札t,,,t、、、。式中从仇乳称及vin分别为装置效率水泵效率电机效率管路效率及传动效率,,,目前大中型泵站多采用直接传动方式其传动效率接近10。%并与水泵工况关系不大。因此在该优化问题中可忽略传动效率因素。目标函数为··max仇一孔乳称(1),,.下面分别讨论水泵效率刀电机效率乳及管路效率振与叶轮车削量的关系:收稿日
3、期一995一06一0219953,4河北工程技术高等专科学校学报年第期合刊··OJURNALOFHEBEIENGINEERINGANDTECHNCIALCOLLEGE7.11水泵效率与叶轮车削盘的关系1.1.1车削定律车削叶轮是改变水泵性能的一种调节措施。水泵性能参数与叶轮外径的关系,过去常用:下式表示鱼一,_丛一,:_丛__3’`“’`Q,H”尸:,,、;式中,为叶轮的相对直径,一其中。和cD分另。为叶轮车削前后的外径会,,、;QH尸分别为叶轮车削前的流量扬程及轴功率。,。,。、。QHP分别为叶轮车削后的流量扬程及轴功率上述,,
4、。表达式在推导过程中忽略了较多因素实践证明其误差较大下列表达式是根据,〔”:大量试验资料统计得出的具有较高精度一只q一H月PQJ又l
5、e
6、r耐;ml
7、(2);,:,3,,〔1〕:式中kkk为系数其值与叶轮比转数有关计算式如下kz=1.0855十0.29315三弓生100kZ一1.53448+0.8438卫生100-k3一2.305425+1.151551兰100:n.。式中为叶轮比转数)中,,,。在式(2考虑了叶轮比转数的因素实践证明比较合理可以将此式作为车削定律以下的推导以式(2)为基础。1.1.2水泵性能曲线,、流叶轮车削前水
8、泵的流量与扬程的关系量与轴功率的关系可分别拟合为万Zo“H~AQ十BQ十Cp尸尸尸~A分十BQ+CH,H,,,,,,,。式中AB偏ABC对于一台泵来说均为常数,m将车削定律式(2)代入上述两式整理得出对应于某一叶轮相对直径的水泵性能曲线为。月五:一“五IZo几2一五,`“几:H=AmcQ+BmQ+Cm(3)。尸五3一“几、cZ,盛3一盖I。尸几,H~AmQ+BmQ+Cm(4)1.1.3水泵工作点.t,,设泵站净扬程为H管路阻力参数为S则抽水系统的需要扬程为缴锡云离心泵叶轮最优车削量计算d,:ZH~H+SQ(5)。、d。,,,令Q一
9、QH一H解式(3)(5)组成的方程组得,,k。一“kl`2,,盛2一`I`o`2s:(Am一S)Q十BmQ+Cm一H~o再令A一AH掩:一m热一Szt盏:一`、B~BmC~Cl。m气一H则上述方程式变为:“AQ十B氨十C~0,解此一元二次方程得出对应于某一叶轮相对直径m的工作点流量为“一B一丫B一4AC(6)2A,,将式(6)的计算结果代入式(3)(4)分别得到对应于某一叶轮相对直径m的工作扬程H。及轴功率尸c。1.1.4水泵效率,。,。,。,按照水泵效率的定义将前面得到的计算结果QH尸代入下式即可得到水泵的效C~尸gQ从。100
10、0P:,,3式中p水的密度对于清水p一1000kg/m—,.gg2为重力加速度取一981ms/。,。,。,,。Q尸的单位分别为m丫smkwH,。,。,在其它条件一定的情况下水泵工作点参数,QHcP只受叶轮相对直径m的影响所。。以水泵的工作效率专是m的函数其关系可表示为;仇一f(m)(7)LZ管路效率与叶轮车削量的关系管路效率可由下式计算Hs,加-一乙厂J丈e式中:Hst—泵站净扬程;H。—水泵工作扬程。。,st由于水泵的工作扬程H随叶轮相对直径m呈正变化(此规律可由式(2)看出)而H,,。是净扬程与m无关所以管路效率称随m呈反变化
11、其函数关系可表示为*叭一人(m)(8)1.3电机效率与叶轮车削量的关系,电机效率的大小主要受电机负载率的影响其关系可表示为19953,4河北工程技术高等专科学校学报年第期合刊JOURNALOPHEBEIENGNIEERINGANDTECHNCIAL
