离心油泵输油性能和修正系数

牯 度 ／ Ｓ ｅｔ （ ） 量 ａ流 （） 程 ｂ扬
粘 度 ／ Ｓ ｅｔ
（） 率 效
图 ４ 不 同工况 的修 正系 数
平行移 动 ， 但斜 率 与输 送 清水 的不 同 。因此输
随 着粘度 的增大 ， 效率逐渐下 降 。 虽然 在粘 送清水 的不 同 。因此 输送清水 与输送 粘 油时的 度增 大过 程 中扬 程 也 出现 过增 高现象 ，但 是效 叶轮圆 盘摩 擦损失 规律 不 同。输送粘 油 时 ，圆 率还是一直 下降 。说 明泵 效率 的下 降 主要是 由
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算结 果 与 实际情况 产 生较大 偏差 ， 利于离 ， 不 ｔ Ｌ
部 分 遵 照 Ａ Ｉ６ ０标 准 设 计 制 造 的 Ｙ型 离 Ｐ １ 心 油 泵 在 陆 上 油 田 和 炼 油 厂 中应 用 比较 普 遍 。
结构 图详见 文献 【 】 ８。
２ ２ 实 验 装 置 ．
国内不 少泵 制 造厂都 生产这 种油泵 。所 以研究 不 同粘 度下 Ｙ型离 心油 泵的性能 对离心油 泵 的
（ 甘肃 工业 大学水机 教研室 ； ３ ０ ０ ７０５ ）
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魏 育 添 Ｉ
（ 兰州水 泵 总厂 ）
摘 要 ： 部 分符 合 Ａ １ ０标 准 的国产 ６ Ｙ ０型 离心 油泵 输 送牯 油 和清 水 时 的性 能进 行 了实 验 研究 ，得 对 Ｐ ６１ ５ ６ 到 了不 同粘 度 下性 能 曲线 ，给 出 了不 同工况 下 输送 牯 油性 能换 算 修 正 系数 。研究 表 明 ，粘 油性 能 修 正 系数 与
３ 实 验 结果 与讨 论
３１ ． 实验数 据处理
象 。为 了清楚 地表 示该 现象 ，图 ２明确地 给出 了最 优 工 况 扬 程 随 粘 度 的 变 化 。 图 ３给 出 了 利 用边界 层理论 计 算的 叶轮和蜗 壳表 面摩察 水 力
９—４ Ｓ 时 ，摩擦 水力 损失 ５ｃ ｔ 利 用 计 算 机 程 序 将 实 验 原 始 数 据 进 行 处 损失 。 当粘 度为 ２ 理 ，得 到规定转速 为 ２ ５ ／ ｉ 时 的流量 、 ９ ０ｒ ｒ ｎ ａ 扬 最 小 。这 时候 ， 轮 和蜗壳 表面 边界层 的流 态 叶 程 、 功率 和效 率 的离 散 点 ， 次 采用 ５次 多 处 于 水 力 粗 糙 区 与 水 力 光 柑 区 的 过 渡 区 。 也 就 轴 其 项 式 对 离 散 点 进 行 拟 台 ， 到光 滑 的实 验 曲 得 是说 ， 当粘 度较低 于 ２ Ｓ 时 ， 诺数较 高 ， ９ｃ ｔ 雷 流 动处 于 水力 粗 糙 区 ；当粘度 为 ２ ４ Ｓ 时 ， ９— ５ｃ ｔ 雷诺 数 减小 ，流动处 于过 渡 区 ， 擦水 力 损失 摩 降 到 最 小 ；当 粘 度 高 于 ４ Ｓ 时 ，雷 诺 数 进 一 ５ｃ ｔ
率最 小 。在 关死 工况 叶轮 与泵体 空腔 中的粘 油 做循 环流 动 ， 法从 该 空 间排 出 。 由于粘 油 的 无 粘 度高 ． 擦 损失 大 ，结果 空腔 中的牯 油温度 摩 升高 。根据 温度与 动力沾度 曲线 （ 见文 献 【 】 ， ８） ３３ ． 性能修 正 系数
为 了便 于 由离 心油泵 输送 清水 的性 能换 算
２ １ 实 验 泵 ．
实验 泵为 部 分符合 Ａ Ｉ １ Ｐ ０标 准 的 ６ Ｙ ０ ６ ５ ６
型 离 心 油 泵 ，它 主 要 用 于 输 送 温 度 不 超 过 大不 同 。因此如 果 一直 沿用 过去 的实验 结果 来 ４ ０Ｃ的 热 油 ，其 设 计 参 数 为 ： ｐ＝２ ｈ ０￣ ５ｍ ／ ， 指 导 当前 的离 心油泵 设计 和选型 ， 则就 会 使计 ６ ０ｍ， ｎ＝２ ５ ｌ ｎ ９ ０ｒ ｍｌ，设 计 工 况 比 转 速
的高 。
工况 流量 、 程和 效 率分别 与输 送 清水 时 的最 扬
为 了说 明工况 对扬 程和效 率修 正 系数 的影 响 ，图中 还给 出小流 量 工况 ｑ Ｏ ６ ０ ８和 大 ＝ ．、 ．
运动 粘度基 本等 于 ２５ｅｔ 所 以在非 关死 工况 优 工况流量 、扬 程和效 率之 比 。 ５ Ｓ。
已做 了不少 实验研究 ， 如文 献 【 —６ 。这些 经 系 ， 离心 油泵 的设 计 和选 型提供 一些 参考 。 １ 】 为 典 的 研 究 成 果 ，极 大 地 丰 富 了 对 离 ， 输 送 粘 ｔ泵 Ｌ 油 性 能 的 认 识 ，是 目前 离 心 油 泵 选 型 和 设 计 的 ２ 实 验 装 置 重要 参考 依据 。 然 而 ，一方 面 ， 些 实 验 结 果 都 是 针 对 这 ２ ５ ０— ０年代 的离心 油泵产 品 ，而 目前 的离心油 泵无 论是 水力模 型还是 产 品结构都 与过去 有很
当粘 油粘 度增 高时 ，轴功 率 曲线 基本 向上
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牯度／Ｓ ｃｔ
图 ２ 扬 程 随 粘度 的变 化
水泵技 术 ２０ ． ００ ５
图 ３ 摩擦 损失 随 粘度 的变 化
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步 减 小 ，流 动 处 于 水 力 光 滑 区 ， 擦 水 力 损 失 摩
线 ， 次 利 用数 学 的方 法求 出最 优 工况 参数 ， 最 最后 求 出流 量 、扬 程 、轴 功率 和效率 的修正 系
数。
３ ２ 粘 度 对 性 能 的 影 响 ．
增 大 。 由此 可见 ， 程 突升现 象是 过 流部件 表 扬 面边界层流 态发生变 化 的外部表 现 。 文献 【 ］ ７ 也
盘损失 功率 随牯度 而增 大。圆盘损 失功 率与 粘 叶轮 圆盘摩 擦损失 急剧增 大 引起 的。如果 要提 度 的确切关 系需要 实验验证 。 高泵 的效 率 ， 必 须让 泵扬 程 随粘 度下 降 比较 就 同时圆盘摩擦 损失 随粘度增加 比较 小 。 当粘 度 为 ２ ５ｅｔ 关 死 工 况 的 圆 盘 损 失 功 缓慢 ， ５ Ｓ ，
．
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１引 言 ， １ ７（ ｆ ｆ ｒ ｑ
本 课 题 选 择 ６ Ｙ ０型 离 心 油 泵 为 研 究 对 ５６
象 ，旨在研 究不 同粘 度下 ， 泵 性 能 的变 化规 该
对 离 心泵输送 不 同粘 度粘 油时 的性 能过 去 律 ，得 到 性 能 修 正 系 数 随 粘 油 粘 度 的 变 化 关
等价 于 ｍｉ ／ 和 １ ｍ ／ 。 ｌ ｓ ｌ ０ ｓ
当液 体粘 度 由 ｌｃ ｔ清 水 ）增 大 到 ２ Ｓ Ｓ（ ９ｃ ｔ 扬 ９— ５ｃ ｔ 扬 油 的 运 动 粘 度 分 别 为 １ 清水 ） ９ ４ 、７ 、 时 ， 程 逐渐 升高 ；当粘度 为 ２ ４ Ｓ 时 ， （ 、２ 、 ５ ５ ９ 、 １ ４、 １ ８、２ ５ ｃ ｔ ８ ３ ８ ５ Ｓ。 程 最 高 ；当 粘 度 高 于 ４ Ｓ 时 ，随 着 粘 度 的 增 ５ｃ ｔ 大扬 程逐 渐 降低 ， 这种 显 现称 为 “ 程突 升 ” 扬 现
出 输 送 粘 油 的 性 能 ，做 出 了 图 ４所 示 的 流 量 、
当温度较 低 时 ．较小 温 升会 引起较 大 的牯 度下 扬 程和效 率修正 系数 随粘 油粘度 的变 化关 系 曲 降 ． 时运动 粘度差 不多等 于 １８ｅ ｔ 圆盘损 线 。 流 量 修 正 系 数 、扬 程 修 正 系 数 和 效 这 ８ Ｓ， 失 与粘度 为 １８ｅ ｔ ８ Ｓ 时基本相 同。 当流量增 大 以 率 修正 系数 分别 定 义 为输 送 粘 油时 的最 优 后 ， 空 腔 中的粘 油能够 及时排 出 ， 该 温升很小 ， 下 ， 动粘 度 为 ２ ５ｃｔ 的轴 功 率 比 １８ｅｔ 运 ５ Ｓ 时 ８ Ｓ
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粘度／Ｓ ｅｔ
（） 量 ａ流
粘度／ｓ ｅｔ ｛ ） 程 ｂ扬
粘 度 ／ ｃ ｛ ） 率 ｃ效
图５
一
修 正 系数对 比
水 泵技 术 ２ ０ ００ ５
ｌ 一 ４
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流量 工 况 ｑ ． ＝１ ２的扬程 和效率 修正系数 。这里 （ ） 着 被 输 送 液 体 粘 度 的 提 高 ，最 优 工 况 １随 的 ｑ表 示 某 任 意 工 况 流 量 与 最 优 工 况 流 量 之 的 流 量 减 小 ，轴 功 率 增 大 ，效 率 降 低 。 比。对 最优工 况 ， ＝１０ ｑ ．。 （ ） 程 与粘 度关 系复杂 ， 非线性 的 ；扬 ２扬 是 流 量修 正系 数 凰 随粘 度 而 减小 ， 小 于 程 突升是 由于泵 内液体运 动流 态变 化引起 的 。 且 １ 。说 明随着 粘度 的增 加 ， 优工 况 向小 流量 方 最 （ ）输送 粘 油的性 能换算修正 系数 与泵具 ３ 向移 动 这 是 由于与 液体 接 触的泵 流道 表面 摩 体 工况 有关 ， 行 粘 油性 能换 算 时应 按 工 况 选 进 擦 损失 增加 而引起 的 。 择修正系数 。 扬 程 修正 系 数 不 但 与 粘度 而且 还 与工 （ ）利用过 去文献 资料提供 的修 正系数 来 ４ 况 有关 。大流 量与 最优 工况 的扬程 修 正系 数随 对 当前 的离 心油 泵 的粘 油性 能进行 换 算 会产 生 粘 度 的变 化 规 律和 数值 相互 比较接近 ； 两个 较 大 误 差 。 而 小 流量 工况 的扬 程 修正 系数 随粘 度 的变 化规 律 和数 值 相互 比较 接 近 。所 以在 进行输 油 和输 水
的。
图 ｌ 示不 同粘度 下泵 的性 能 曲线 。图 １ 表 率 随流 量 的变化 ，图 ｌ ｃ 表示效 率随 流量的变 （）
（） ａ 表示 扬程随 流量 的变化 ， １ｂ 图 （）表示轴功 发 现 了该 现 象 。说 明粘 度 对 扬 程影 响 是 复 杂
化 。其 中 表示 液体运 动粘度 ， 单位是 ｃ ｔ 它 Ｓ，
＝
３ ６ √ ．５ ｎ Ｑ／ ＝４ 。 １ 叶轮 几何参 数分别 油泵 技术 进步 。另 一方 面 ， 的研究者 采用 自 有 是 ：叶轮 进 口直径 ＝ ２ｍ ７ ｍ、出 口直径 Ｄ ＝ 己设计 的离心 油泵 进行 实验 ， 如文献 ［］ 这 就 ２ ３ｌｍ、出 口宽 度 ６ ＝７ ５ｍｍ、 出 口 角 Ｂ ＝ ７， Ｉ ｌ ａ ２ ． ２ 减 弱 了实验结 果的普遍 指导意 义 。 ３ 。 叶 片为 ５片。实验泵 的结 构剖面 图和叶轮 Ｏ、
然而一方面这些实验结果都是针对2050?代的离心油泵产品而目前的离心油泵无论是水?模型还是产品结构都与过去有很21实验泵实验泵为部分符合api610标准的65y60型离心油泵它主要用于输送温度?超过大?同
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离心油泵输油性能和修正系数
李 文广 苏发 章 肖聪 薛建 欣
泵 工况 有 关 ，粘 油性 能 换算 时 应按 工况 选 择惨 正系 数 。
Байду номын сангаас
关 键 词 ： 离 心油 泵
ｆ — — — — — — ～
粘油
、 —
— ～
性能
影 响
’ 专 参、 畸 ｆ 吃 竹 正
设 计 输 油 输 水 之 间 的性 能换 算具 有较 普遍 指
导 意义 。
愿 机 械 工 业 部 教 育 司科 技 基 盒 和 甘 肃 工 业
实验 装 置详 见 文献 ［ ］ ８ 。流量 、扬程 、 功 轴 率 和效 率 的总测量误 差分别 为 ０ ７ ７％ 、 ． ０ ．０ ０ ２５
％ 、０ ５ ５ ％ 和 ０ ９ ８％ 。 ．１ ．０
太 学 校 基金 共 同资助 项 目。
ｌ ２ 一
２ ３ 实 验 液 体 ．
水泵技 术 ２ ｏ ｏｏ５
一
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ｆ） ｎ 扬程
（） ｂ 轴功 率
（） ｃ 效率
图 １ 粘度 对 泵性 能 的影 响
实验 液 体分 别 为清水 和粘油 。粘油密 度和 粘度 随温 度 的变化 曲线见 文献 【 ］ 本实验 中粘 ８。