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叶轮出口参数对离心泵性能的影响.pdf

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长沙电力学院学报自然科学版 第卷第期 年月 叶轮出口参数对离心泵性能的影响 刘亮 长沙电力学院动力工程系长沙 泵的出口参数主要包括叶轮的外径、出口宽度、叶片出口安装角风、叶轮出口排挤 系数抓反映叶片出口厚度等这些参数同泵的性能,如扬程、效率等有着密切的关联,且相互 制约、影响本文试图讨论一下各参数的变化对泵性能的影响,尤其是几的改变对性能曲线 的影响为叶轮的设计改造提供一定的依据 叶轮外径 外径的变化及其对性能的影响 通常,为了改变泵的使用范围对叶轮进行车削或切割,但传统的切割公式是建立在几 何相似的条件之上实际上,车削叶轮时,已破坏了相似条件从而导致车削误差增加了试验 次数为节省人力、物力,我们引进与叶轮几何形状有关 的滑移系数统计分析,得到新的切割公式如下 ‘‘夕‘,夕, 妥,‘, 几尹 式中叶轮直径 ‘— —切割后的叶轮直径 扬程 ‘— 切割后杨程 ,—、 切割前后叶轮出口绝对速度流动角 ,,—,、 风尸切割前后叶片出口安装角 —, 叶轮外径改变后原有的设计意图必然改变一般来 ,,、,图叶轮外径变化对性能的影响 讲当叶轮外径减小时流量功率均有减少效率也有所 一外径较大的性能曲线 , 下降愁并且高效区向小流量偏移其性能变化如图一外径较小的性能曲线 收稿日期一。一 ©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 长沙电力学院学报自然科学版年月 ‘ 圆盘摩擦损失与外径的关系 圆盘摩擦损失与外径的关系可以用下式表示 △妈二复矛 式中△—圆盘摩寒损失 一圆盘摩擦系势 —流体密度 —外径 转速 —,, 从上式可以看出圆盘摩擦损失△与外径的五次方成正比不同比转速的泵其圆 盘摩擦损失所占比重不一样,对于低比转速泵,由于其叶片窄而长,圆盘摩擦损失所占比重就 大大增加经以下公式可以看出△妈所占份额 △, 夕 式中△妈—圆盘摩擦损失功率 —泵功率 ,比转速 —,, 经过比转速的适当换算从可以算出 ,△一呢 · ,二△以 可见,对于低比转速离心泵来讲,圆盘摩擦损失是泵的一项主要损失所以,对于低比速 泵,车削叶轮外径,有可能使效率略有提高,这主要是由于外径的减少,降低了叶轮的圆盘摩擦 损失 叶轮出口宽度瓦 出口宽度,改变时对泵性能的影响,从以 下分析得知,据流量公式 兀刀瓦从汽, 式中—流量 一叶轮外径 —叶轮出口处宽度 叭—水泵的容积效率 必出口处叶片的排挤系数 —· 流体出口速度的径向分速图变化引起速度三角形变化 —,,, 从上式可知当其他条件不变时与矶 成反比,即出口宽度的变化将引起径向分速矶发生变化而玖,的变化可以直接影响到水 泵的性能如图当增大到夕时,则,将降低至侧,从而引起“发生相应的变化即 矶“变化增至,“则泵的扬程增大所以加大叶轮出口宽度,在保持扬程不变的情况下,可 相应地减少,而的减少可较大地减小圆盘摩擦损失,从而提高泵的效率 ©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 第卷第期刘亮叶轮出口参数对离心泵性能的影响 , 但泵的出口宽度。亦不能过大因为、二华尝票髻冬,为无限多叶片时的理论 占“州沪口甲 能头在夕。时是一条随流量增加而下降的直线,该、一二直线与横坐标的夹角夕可 以反映直线的平坦程度而 ‘夕 卫 夕必 在其他条件不变时,越大,夕角越小,说明、一二直线越平坦,这对于实际流体和有 限叶轮时,其性能曲线出现驼峰的可能性就大大增加,故从消除驼峰角度来讲,出口宽度不 宜过大· 关于出口宽度热的最佳值,可由以下公式确定 对于’低比转速离心泵 ”一,, ”‘ 涯‘。一·‘揣, 一、、· 涯八命告或者取两式中间值 而对于’的离心泵,则可按下式 一· 。一, 揣普仁 涯盯之 、矛已、 选取,可以达到较好的效果旁 出口安装角几,丫 口 出安装角八对性能的影响考 通常,讨论出口安装角几,对泵性能的影响,主要俘, 是指几,。的后弯叶片对于低比转数离心泵,由子 其外径相对较大,圆盘摩擦损失也较大,故为了减 少这种损失,除适当增加出口宽度热外,作者认为,也 可以适当增加叶轮出口安装角热,改变叶轮的出口安 。 ,,图月的改变引起速度三角形变化 装角同样会引起出口速度三角形变化如图在其他 条件相同时,当夕、增大到尸,时,相应引起二的变 “ ,“。,碗 增加到’,这样程 化杨就会增加段、 , ,咬 我们同样可以从另一个角度来考虑这个问题据 扬程公式为 , 月丁一万一奋冠承燕八, 由式中可以看出风,变化将引起