潜水轴流泵的变环量

潜水轴流泵的变环量

 

在潜水轴流泵水力模型设计中，采取合理的环量及轴面速度径向散布法则。针对潜水轴流泵的构造特征，提出合理的轮毂比、叶片数、升力系数及稀疏度等叶轮几何参数确实定方式。并提出合理的导叶几何参数确实定方式。依此设计系列高效节能、抗汽蚀性能好的新型水力模型；经过实验验证，潜水轴流泵效力到达78％～85％，到达了国外同类产品的技巧指标。

第一、潜水轴流泵远景

　　目前，海内泵行业企业消费的潜水轴流泵，其所用的水力模型，广泛采取对比成熟的ZLB干式轴流泵的水力模型，比转速分为500、700、1 000、1 250和1 400；这些海内研制的优良水力模型，其综合水力性能可与国外同类产品媲美，甚至有些超越了国外产品。但应用到潜水轴流泵，综合水力性能大幅度降落，泵的效力降落10％～20％，天然也糟蹋相应数额的电能，形成了极大的糟蹋。因而针对潜水轴流泵的构造情势，探索相应水力模型的设计方式，专门研制高效节能的潜水轴流泵水力模型，火烧眉毛。

　　针对以上的问题，排汇了国外同类产品的长处，采取海内上最先进的变环量、变轴面速度升力法，独立设计的高效节能、抗汽蚀性能好的新型水力模型；经过实验验证，潜水轴流泵效力到达78％～85％，到达了国外同类产品的技巧指标。

第二、潜水轴流泵效力低的起因剖析

　　潜水轴流泵的电动机与水泵联为一体，电动机在水泵的上方。电动机四周是液体的环形流道，电动机的尺寸是依据功率和转速肯定的，这就限制了导叶体的出口尺寸，即导叶体分散角的大小。为了保障过流面，分散角个别状况下偏大，这势必增添了分散丧失，降落了水泵的效力。另外，电动机的法兰面太大，简直挡住了导叶出水口的一半以上，使出水碰壁，水流不畅，增添冲击丧失，降落泵的效力。

 

第三、潜水轴流泵水力模型的设计

　　1。 水力模型的设计指示方式

　　（1）变环量、变轴面速度升力法设计基本 升力法源于叶栅实际，用于轴流泵叶片设计时，做了如下假如：

　　1）流体介质经过叶片时，各圆柱面流层之间互不搅扰。

　　2）在盘算升力时，假如叶片为无穷翼展，能够应用二元翼型的实验或实际盘算，再加以对直列翼栅的订正。

　　3）轴流泵的水力效力或水力丧失能够通过已有水力模型效力，能够预算。

　　（2）潜水轴流泵环量的径向散布法则 变环量设计方式的重要偏重点是按叶轮机械的活动状况，使环量散布沿叶片径向有变更，即根部和叶梢部（外周缘）负荷较小而中部负荷较大。因而采取变环量设计，正是适应潜水轴流泵内实际流态的一种有效手腕。而这手腕应用得好坏，症结在于依据详细设计请求，合理抉择环量散布法则。

　　在设计实际中，联合实际剖析和模型实验的状况看，引荐用笔者统计回归的盘算公式：

Γ（r）=ΚrΓ0

　　式中 Γ（r）——环量散布函数，r为叶轮半径；Γ0 ——均匀散布环量；Κr——径向环量散布系数，Κr=－2。83r2i ＋4。64ri－0。8，ri为各个圆柱面的半径。

　　（3）潜水轴流泵轴面速度的散布法则 在设计实际中，联合实际剖析和模型实验的状况看， 轴向环量散布系数Κm引荐用盘算公式：

Κm=－1。807r2i ＋3。037ri－0。215 （2）

　　2。 叶轮叶片几何参数确实定及盘算

　　（1）轮毂比dh确实定 在潜水轴流泵的构造设计中，因为电动机与轴流泵的叶轮和导叶体严密联合，为使流道顺畅，电动机外径与导叶体外径雷同。那么，叶轮出口的流体势必间接撞击导叶体的内壁。因而，关于潜水轴流泵，为了进步水力效力，轮毂比dh须要获得大一些。这是抉择dh第一条件。依据笔者的设计经历，为保障有最佳效力，引荐按表1选取。

表1 轮毂比确实定

轮毂比确实定

　　（2）叶轮外径D确实定 轴流泵叶轮直径D是重要的设计参数，目前广泛采取经历公式盘算。

　　（3）转速n确实定 在抉择潜水轴流泵的转速时，通过盘算汽蚀比转速C和比转速ns，来抉择n，因而抉择n有两个准则：

　　1）使汽蚀比转速C不超越预定值，通常C<1 100。

　　2）使比转速ns，尽量落在高效规模内，即ns=850～1 250。也可在更大的规模内，即ns=500～2 000。

　　（4）叶片数Z确实定 依据以往的优良水力模型，作为潜水轴流泵，为减小轴向尺寸，叶片数Z能够恰当取多一点，Z=4～6，引荐按表2选取。

表2 叶片数肯定

叶片数肯定

　　（5）升力系数Cy的选用规模 翼型的升阻比k标记其水力效力。同一翼型，其升阻比随厚度比δ 、拱度比δ c和冲角而变更。在设计时，在满意汽蚀性能的前提下，尽量采取较大的升阻比。

　　在潜水轴流泵的实际设计中NACA16和NACA66翼型，这类翼型的最佳Cy值为0。4～0。6，厚度比δ 越大，相应Cy值越大。在实际设计中，Cy值可取0。2～0。7，从叶梢到轮毂，取值由小到大，但尽量使多数半径圆柱面处于Cy值0。4～0。6。

　　（6）稀疏度l÷t的选取及盘算 稀疏度l÷t对泵的性能影响较大。每一圆柱面的翼型性能取决于l÷t的抉择能否恰当。l÷t过大，则因为摩擦丧失增大，水力效力必定降落；l÷t过小，则Cy相应增大，请求加大翼型拱度或安置角，同时因为l较小，厚度比加大，此两者均使汽蚀发作的风险加大。所以l÷t的选取十分重要。在统筹效力和汽蚀性能的前提下，依据实验钻研，引荐表3。

表3 稀疏度确实定

稀疏度确实定

　　两头各圆柱面的翼型l÷t，则应尽量使升力系数Cy落在最佳的规模内，即0。4～0。6。

　　（7）叶片翼型的最大厚度δ max的径向散布 轮毂处的叶片翼型最大厚度δ max取决于强度请求，而叶梢处的叶片翼型最大厚度δ max则取决于满意汽蚀性能的厚度比δ =δ max÷l。因而叶片翼型的最大厚度δ max，从轮毂到叶梢，在满意强度和汽蚀性能请求的前提下，从大到小，要有一个适宜的散布法则，

 

δ hmax为轮毂翼型最大厚度，δ tmax为叶梢翼型最大厚度。

　　（8）叶片安置角β 的盘算 依据叶片进出口的速度三角形可盘算出各个圆柱面上叶片翼型的绝对来流角β ∞，最终盘算叶片安置角β 。