水泵叶轮直径对低扬程泵装置水力性能的影响

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叶轮直径对立式泵装置流道水力损失的影响

辅的方法，与不同叶轮直径配套使用的肘形进水流道和虹对吸式出水流道的水力性能进行了比较。
２立式泵装置流道形式的选择
２１关于进水流道．
立式泵装置的进水流道形式常用的有肘形进水流道、簸
的贯流泵装置相比，式轴流泵装置的效率约低４左立
Ａｂｔｅ：Ｔｈｙｒｕｉｏｓｏｌｗｎｅｏｄｕｔａｄｓｐｏｕｌｔｃｎｕｔａｐｉｄｉｅｔａｕ！ｙｔｍｓｃｌｕｌｔｄｂｕｅｉａｉｌ— ｓ￣ｔｅｈｄａｌｌｓｆｅｂｏｉｌｔｃｎｉｎｉｈｎｏｔｅｏｄｉｐｌｎａｖｒｉｌｐｍ￣ｓｓｅｉａｃａｅｙｎｍｒｃｌｓｍｕａｃｅｃｔｏｎｅｅｔｉｌｗｉｃａｇｅＴｈｅｕｔｒｅｉｉｄｂｙｔｅｃｎｕｔｍｏｅｅｔａｄｃｎｌｄｄｔａｕｉｍｅｅｂｉｕｌｎｌｅｃｄｃｎｉｎｕｄｒａｃｒａｎｆｏｄｓｈｒ．ｅｒｓｌｓａｅｖｒｆｅｈｏｄｉｄｌｓ，ｎｏｃｕｅｈｔｐｍｐｄａｔｒｏｖｏｓｙｉｆｕｎｅｏ — ｔ
一
定设计流量下的水力损失，并采用模型试验的方法对流道水力损失数值计算的结果进行了验证，得到了叶轮直径对
流道水力损失具有显著影响的明确结论；在流道水力损失研究结果的基础上，为便于对具有不同叶轮直径和不同设计
流量泵装置的流道水力损失进行较为客观的比较和评价，提出了名义平均流速的概念。关键词：叶轮直径；泵装置；流道；水力损失中图分类号：ｖ］６Ｔ３文献标识码：Ａ文章编号：６２１８（０８０—０７０１７—６３２０）５０６ —３

轴流泵叶轮直径对效率的影响

2.1 叶轮内的水力损失
水力损失是液体在泵内流动过程中产生的，其主要发生在三个过流部分：吸入室、叶轮、
压出室。叶轮内的水力损失所占比重大，是不可忽视的一部分损失。叶轮内有沿程损失、冲
击损失和扩散损失。当工作点偏移最优工况时，叶轮进口处发生冲击损失；当两相邻叶片组
成一扩散流道时发生扩散损失；沿程损失则发生在整个流道内。
5. 结论
通常在设计叶轮直径时，只是根据设计扬程和设计流量进行设计，并未考虑到叶轮直径对水泵效率的影响。效率是衡量水泵性能好坏的主要指标之一，水力损失和理论扬程是直接影响水泵效率的两个方面。本文以轴流泵为例，分别分析说明了叶轮直径对叶轮内水力损失和理论扬程的影响，提出了在设计轴流泵叶轮直径时，还应综合考虑这两方面的因素，以求设计出能提高效率的最佳叶轮直径。
( ) ( ) D =
4Q
πCm 1 − (rh / r)2
=Leabharlann 4Q3.14(5.1 ~ 6.8)1 − 0.4752
= 0.31 ~ 0.27
m
4.2 按减小叶轮内水力损失为优化条件设计叶轮直径
为使叶轮内水力损失最小，根据上面的分析可求出叶轮进口相对流速 W1 最小时的叶轮半径：
( ) ( ) r = r1
片进口处的背面产生脱流形成冲击损失。
因此在非设计工况下时叶轮内的水力损失主要为冲击损失和沿程损失，沿程损失的值也
可用（1）式近似估算，冲击损失的值可用下式计算[4]
( ) h 2
= K(Q′ − Q)2
=
K A
C1' − C1
2
K—常数
Q'—实际流量
A—叶轮进口垂直于轴面分速度的过流面面积
C1ˊ—实际工况下叶轮进口水流绝对速度

叶轮平衡孔直径对离心泵水力性能的影响

叶轮平衡孔直径对离心泵水力性能的影响刘在伦;石福翔;王仁忠;张森;孙雨【摘要】开平衡孔双密封环叶轮具有能平衡大部分轴向力的特性,至今仍广泛应用于离心泵中.在降速后的IS80-50-315型离心泵上,用平衡孔直径为0、6、8、10 mm的同一个叶轮,对泵的性能、前后泵腔和平衡腔的液体压力进行了系统测试.试验结果表明,加大叶轮平衡孔直径,会使泵的扬程降低,输入功率增大,效率降低;前后泵腔液体压力在相同半径处随着叶轮平衡孔直径的增大而减少,且后泵腔液体压力平均值较前泵腔液体压力高;在后密封环径向间隙不变时,随着叶轮平衡孔直径的增大,平衡腔液体压力无因次曲线变得平坦,从控制平衡腔液体压力及轴向力角度,后密封环径向间隙断面面积与叶轮平衡孔总面积存在最佳比值.【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2016(042)006【总页数】5页(P57-61)【关键词】离心泵;叶轮平衡孔;性能;泵腔压力;平衡腔压力【作者】刘在伦;石福翔;王仁忠;张森;孙雨【作者单位】兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学温州泵阀工程研究院,浙江温州325105;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;松溪县中等职业技术学校,福建松溪353500;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TH311开平衡孔双密封环叶轮具有能平衡大部分轴向力的特性,至今仍广泛应用于离心泵中.这种叶轮平衡轴向力的程度取决于叶轮后密封环直径与前密封环直径的比值、后密封环的长度和间隙、平衡孔的大小和数量等因素[1-6],通常将这种叶轮设计成前后密封环直径相等.丁成伟等[7-8]认为当平衡孔的总面积为后密封环径向间隙面积的5～6倍时,平衡孔平衡掉部分盖板力后其剩余轴向力约为无平衡孔时盖板力的10%～25%.在CB50-12.5-3型离心泵上,在有无叶轮平衡孔和后密封环条件下对泵性能进行了对比试验[9],试验结果表明,叶轮上无平衡孔和后密封环,可提高泵的扬程和效率,降低泵的汽蚀余量.沙玉俊等[10]在叶轮上有无平衡孔两种情况下对高温高压下运行的离心泵进行了全流道数值模拟及分析,认为叶轮平衡孔引起的泄漏液体使叶轮中水流流态变得更加紊乱,影响了泵的性能及轴向水推力.何玉洁等[11]以海水淡化多级泵为模型泵进行了后泵腔液体压力测量,将测试结果与传统的理论计算公式进行了对比分析,提出了泵腔液体压力计算的修正公式.牟介刚等[12]针对具体离心泵,采用数值模拟与试验相结合的方法,在两种叶轮平衡孔直径下研究了叶轮平衡孔对轴向力特性和前后泵腔液体压力分布的影响,从控制轴向力角度,提出了该泵叶轮平衡孔选择范围.本文以降速后的IS80-50-315型离心泵为研究对象,用平衡孔直径d为0、6、8、10 mm的同一个叶轮,对泵的性能、前后泵腔和平衡腔的液体压力进行了系统测试,研究了不同叶轮平衡孔直径下泵的性能、前后泵腔和平衡腔的液体压力的变化情况,为这种开平衡孔双密封环叶轮轴向力的准确计算提供了实际测试数据.试验是在兰州理工大学浮动叶轮离心泵闭式试验台上进行的,如图1所示.它由水箱、进出水管路系统、离心泵、智能涡轮流量计、调节阀、稳压罐及其上的压力传感器等组成.为了便于测量泵腔和平衡腔的液体压力和轴向力,将电动机布置在被测泵的进口端.泵的进口液体压力用精度为0.4级真空表和精度为0.5级电容式压力传感器同时测量,泵出口液体压力用精度为0.4级精密压力表和0.5级电容式压力传感器同时测量；流量用LW-DN50型智能涡轮流量计测量；转速与功率用安装在泵与电动机之间的转速转矩传感器测量,并配一台PI100型扭矩转速仪显示转速和泵输入功率[13].被测泵为降速后的IS80-50-315型离心泵,其设计参数为：流量qV=25 m3/h,扬程H=32 m,转速n=1 450 r/min,效率η=52%.图2为前后泵腔和平衡腔液体压力测试装置.为了测量前后泵腔液体压力,在泵体上半径为140、122、83 mm处开设3个测压孔,在泵盖上半径为157、146、116、89 mm处开设4个测压孔,闷盖上半径为44 mm处的测压孔是用来测量平衡腔液体压力.为了保证液体压力测量的精度及可靠性,专门设计的稳压罐如图3所示.稳压罐上设有精度为0.4精密压力表和精度为0.5级电容式压力传感器,压力表和电容式压力传感器相互印证并可同时读出被测压力.稳压罐上的8个测压点分别与前后泵腔测压孔和平衡腔测压孔相连接,通过切换阀门,分别测出各测压孔处液体压力,即各测压孔处液体压力是用同一块电容式压力传感器测出的.为了保证测试结果的可靠性,对前后密封环进行了专门加工,密封环直径Dm为89 mm,径向间隙b为0.2 mm,长度L为15 mm.每次测试完毕,在同一个叶轮上对平衡孔扩孔,保证叶轮平衡孔直径d为0、6、8、10 mm.试验方法是在同一个叶轮通过改变平衡孔直径使泵在不同工况下稳定工作,测试泵性能、前后泵腔和平衡腔的液体压力.2.1 叶轮平衡孔直径对泵性能的影响在叶轮平衡孔直径d为0、6、8、10 mm条件下对泵性能进行了测试,图4为流量为0.8qV、1.0qV、1.2qV时泵稳定工作的扬程、输入功率和效率的变化曲线.从图4可以看出,叶轮平衡孔直径对泵的扬程、效率和输入功率有影响,其关系曲线有一定的规律性,随着叶轮平衡孔直径的增大泵的扬程和效率是降低的,输入功率是增大的.该泵叶轮平衡孔设计直径为6 mm,叶轮平衡孔直径d=6 mm相对平衡孔直径d=0 mm下,在0.8qV时扬程降低了0.16%,输入功率增加了0.67%,效率下降了0.41%；在1.0qV时扬程降低了0.41%,输入功率增加了1.2%,效率下降了0.79%；在1.2qV时扬程降低了0.22%,输入功率增加了0.49%,效率下降了0.16%.可见,叶轮平衡孔直径d=6 mm相对平衡孔直径d=0 mm下,泵的扬程、输入功率和效率的变化不大.叶轮平衡孔直径d=10mm相对于d=6mm下,在0.8qV 时扬程降低了1.87%,输入功率增加了1.27%,效率下降了3.04%；在1.0qV时扬程降低了0.5%,输入功率增加了0.81%,效率下降了1.19%；在1.2qV时扬程降低了1.32%,输入功率增加了0.67%,效率下降了1.33%.这是因为叶轮平衡孔的存在,使一部分叶轮出口处的高压流体未能由泵出口处排出，而是经叶轮平衡孔又流回到叶轮流道中,从而形成回流.再者从叶轮平衡孔流出的射流流体使叶轮进口水流的流态变得更加紊乱,在一定程度上增大了作用在叶轮上的输入功率.上述原因导致了泵输入功率增大,效率降低.随着叶轮平衡孔直径的增大,其对泵的扬程、输入功率和效率的影响程度变大.2.2 叶轮平衡孔直径对前后泵腔液体压力分布的影响图5和图6是叶轮平衡孔直径d为0、6、8、10 mm条件下,流量为0.8qV、1.0qV、1.2qV时前后泵腔液体压力分布曲线.从图5和图6可以看出,在相同叶轮平衡孔直径下前后泵腔液体压力随着半径的增大而增大；在不同叶轮平衡孔直径下前后泵腔液体压力沿径向分布几乎是一些平行的直线,且前后泵腔液体压力在相同半径处随着叶轮平衡孔直径的增大而减小.叶轮平衡孔直径d为0、6、8、10 mm 条件下,在0.8qV时后泵腔液体压力水头平均值较前泵腔液体压力水头平均值高1.04、1.00、0.50、0.38 m；在1.0qV时后泵腔液体压力水头平均值较前泵腔液体压力水头平均值高1.20、1.17、0.77、0.69 m；在1.2qV时后泵腔液体压力水头平均值较前泵腔液体压力水头平均值高0.76、0.55、0.40、0.20 m.试验结果表明,在相同工况和相同叶轮平衡孔直径下,后泵腔液体压力平均值较前泵腔高,且随着叶轮平衡孔直径增大,后泵腔液体压力较前泵腔液体压力降低的幅度减少.在这种开平衡孔双密封环叶轮的轴向力计算中,认为密封环以上部分前后泵腔液体压力分布相同是不符合实际情况,这也是这种叶轮的理论轴向力小于实测轴向力的主要原因之一.在叶轮平衡孔直径d=10 mm相对于d=0 mm下,0.8qV时前泵腔液体压力水头平均降低了0.91 m；后泵腔液体压力水头平均降低了1.50 m,在1.0qV时前泵腔液体压力水头平均降低了0.85 m,后泵腔液体压力水头平均降低了1.20 m；在1.2qV时前泵腔液体压力水头平均降低了0.65 m,后泵腔液体压力水头平均降低了1.00 m.由此可见,加大叶轮平衡孔直径对前泵腔液体压力影响不大,但对后泵腔液体压力有较大的影响.其原因是后泵腔与前泵腔比较,多了叶轮平衡孔这道“闸阀”,随着叶轮平衡孔直径的增大,这道“闸阀”开度增大,后泵腔液体泄漏量增大,压力降低.2.3 叶轮平衡孔直径对平衡腔液体压力的影响对于既定的离心泵,其叶轮后密封环直径及径向间隙、平衡孔大小及数量对平衡腔液体压力及轴向力有着直接的影响.为了准确地描述叶轮平衡孔直径对平衡腔液体压力的影响规律,参照文献[14]引入描述平衡腔结构的无因次特征参数和压力无因次特征参数其定义如下：比面积它是叶轮的平衡孔总面积与后密封环径向间隙断面面积的比值,实质上反映了后泵腔进口到平衡孔出口与叶轮后盖板和后泵腔构成的整体流道的扩散或收缩程度.其表达式为式中：z为叶轮平衡孔数量；b为后密封环径向间隙,mm；Dm为后密封环直径,mm.压力系数它是平衡腔液体压力与泵进口液体压力的差值与水泵相应工况下扬程H 的比值,实质上反应了这种开平衡孔双密封环叶轮单位扬程在叶轮平衡孔前、后造成的压力差,其表达式为式中：p为平衡腔液体压力,Pa；p1为叶轮进口液体压力,Pa；H为水泵扬程,m.IS80-50-315型离心泵的叶轮平衡孔数量z=5,后密封环直径Dm=89 mm,后密封环径向间隙b=0.2 mm.叶轮平衡孔直径d为0、6、8、10 mm条件下,流量为0.8qV时实测泵扬程为29.49、29.44、29.28、28.89 m；流量为1.0qV时实测泵扬程为27.49、27.38、27.30、27.24 m；流量为1.2qV时实测泵扬程为25.25、25.13、24.86、24.69 m.流量为0.8qV、1.0qV、1.2qV时实测叶轮进口液体压力p1=0.叶轮平衡孔直径d为0、6、8、10 mm时对应的比面积为0、2.50、4.44、6.94.叶轮以均角速度旋转,平衡腔液体整体地绕泵轴以均角速度旋转,液体处于相对静止的平衡状态[15],可认为平衡腔液体压力和泵进口液体压力都沿着径向方向均匀分布,则平衡腔液体压力等于半径为44 mm处测得的液体压力.在叶轮平衡孔直径d为0、6、8、10 mm条件下,将流量为0.8qV、1.0qV、1.2qV时实测的平衡腔液体压力值和泵扬程值代入式(2),可获得平衡腔液体压力无因次曲线,如图7所示.从图7可以看出,压力系数与比面积的关系曲线是非线性曲线,比面积增大,压力系数降低；在后密封环径向间隙不变时,仅加大叶轮平衡孔直径,即增大比面积,压力系数降低.由于叶轮进口液体压力不变,平衡腔液体压力降低,说明加大叶轮平衡孔直径可降低平衡腔液体压力及减少轴向力；当比面积大于4时,该曲线几乎为平行于坐标轴的直线,这说明过大的叶轮平衡孔直径,对降低平衡腔压力系数及平衡腔液体压力的效果并不明显,过大的叶轮平衡孔直径还会造成泵泄漏量增加,容积效率降低.当比面积小于2.50时,平衡腔液体压力随着比面积的减小急剧增大,即平衡腔液体压力急剧增大,可见从控制平衡腔液体压力及轴向力角度,比面积存在最佳值.对于试验泵取值为2.50～4.00较为合适.1)随着叶轮平衡孔直径的增大,泵的扬程降低,输入功率增大,效率降低,且当叶轮平衡孔直径增大到6 mm以上时,各性能参数变化幅度加大.2) 加大叶轮平衡孔直径对前泵腔液体压力影响不大,但对后泵腔液体压力有较大的影响,且后泵腔液体压力平均值较前泵腔液体压力高.在这种开平衡孔双密封环叶轮的轴向力计算中,认为密封环以上部分前后泵腔液体压力分布相同，不符合实际情况.3) 加大叶轮平衡孔直径可降低平衡腔液体压力及减少轴向力,但过大的叶轮平衡孔直径其降低平衡腔液体压力及平衡轴向力的效果并不明显.从控制平衡腔液体压力及轴向力角度,比面积存在最佳值.【相关文献】[1] MARJAN G,DUSAN F,BRANE S.Hydraulic axial thrust in multistage pumps-origins and solutions [J].Journal of Fluids Engineering-Transactions of the ASME,2002,124(2):336-341.[2] 陆伟刚,张金凤,袁寿其.离心泵叶轮轴向力自动平衡新方法 [J].中国机械工程,2007,18(17):2037-2040.[3] 李伟,施卫东,蒋小平,等.屏蔽泵轴向力平衡新方法 [J].农业工程学报,2012,28(7):86-90.[4] GEORGE S,ERIC O.Experimenta1 eva1uation of axial thrust in pumps [J].World Pumps,1999,393:34-37.[5] 孔繁余,刘建瑞,施卫东,等.高速磁力泵轴向力平衡计算 [J].农业工程学报,2005,21(7):69-72 .[6] 马旭丹,吴大转,王乐勤.多级离心泵轴向力平衡装置的设计与分析 [J].农业工程学报,2010,26(8):108-112 .[7] 沈阳水泵研究所,中国农机化科学研究院.叶片泵设计手册 [M].北京:机械工业出版社,1979.[8] 丁成伟.离心泵与轴流泵原理及水力设计 [M].北京:机械工业出版社,1981.[9] 凌玮,高良凤,沙毅.比转速185的离心泵研制及平衡孔对泵性能影响的试验研究 [J].水泵技术,2013(2):20-22.[10] 沙玉俊,刘树红,吴玉林,等.平衡孔对高温高压离心泵性能的影响研究 [J].水力发电学报,2012,31(6):259-264.[11] 何玉洁,周广凤,潘金秋,等.海水淡化多机泵轴向力试验 [J].排灌机械,2009,27(2):108-109.[12] 牟介刚,范文案,郑水华,等.离心泵平衡孔面积对轴向力及外特性影响的研究 [J].机械制造,2013,51(589):58-60.[13] 刘在伦,贾晓,张森,等.叶轮轴向位移对离心泵腔液体压力的影响 [J].兰州理工大学学报,2014,40(6):65-69.[14] 刘在伦,王保明,梁森.浮动叶轮平衡腔压力的试验分析 [J].排灌机械工程学报,2007,25(5):6-8.[15] 顾永泉.流体动密封 [M].北京:石油大学出版社,1990.。

水泵流量、扬程与叶轮直径的关系

离心泵的切割定律：(H1：H2)^2=D1:D2 Q1:Q2=D1:D2 从而可以看出叶轮的直径与扬程的平方成正比，与流量成正比。

叶轮直径越大扬程就越大，流量也越大，因为水流出的速度取决于叶轮旋转时产生的离心力和切线上的线速，直径越大，离心力和线速度就越大。

离心泵送水量越与真空度的关系：离心泵是离心力原理来完成抽水的，没有水时空转是会烧坏设备的。

抽真空要用真空泵或者一次抽真空二次抽真空的方法。

离心泵入口的真空度由三部分组成(建立泵入口处、吸入液面的方程即可得到)。

一、吸上高度，这个与流量无关 ;二、吸入装置的损失，与流量的平方成正比 ;三、建立泵入口处的动能头，与流量的平方成正比;其中第二项与第三项都与流量的平方成正比，因此泵进口处的真空度随流量的增加而增加。

水泵比转数定义公式与特性定义公式：在设计制造泵时，为了将具有各种各样流量、扬程的水泵进行比较，将某一台泵的实际尺寸，几何相似地缩小为标准泵，次标准泵应该满足流量为75L/s，扬程为1m。

此时标准泵的转数就是实际水泵的比转数。

比转数是从相似理论中得出来的一个综合性有因次量的参数，它说明了流量、扬程、转数之间的相互关系。

无因次量的比转数称为形式数，用K表示比转数ns = 3.65n√Q H 0.75 双吸泵Q取Q/2; 多吸泵H取单级扬程; 如i级H取H/i ;式中 n —转速(r / min) Q —流量(m3 / s); H —扬程(m); 型式数K = 2 π n √Q 60 (gH) 0.75特性：同一台泵,在不同的工况下具有不同的比转数;一般是取最高效率工况时的比转数作为水泵的比转数大流量、低扬程的泵，比转数大;小流量、高扬程的泵，比转数小;低比转数的水泵，叶轮出口宽度较小，随着比转数的增加，叶轮出口宽度逐渐增加，这适应于大流量的情况; 比转数标志了流量、扬程、转速之间的关系，也决定了叶轮的制造形状; 离心泵比转数较低，零流量时轴功率小;混流泵和轴流泵比转数高，零流量时轴功率大;因此离心泵应关闭出口阀起动，混流泵和轴流泵应开启出口阀起动。

职业技能鉴定司泵工考试题库(初级工)

职业技能鉴定司泵工考试题库（初级工）一、填空题：1、水泵点检巡视的常用方法是“看、听、摸、闻”等。

2、水泵按工作原理分为叶片式、容积式、和其它三大类形式。

3、水泵按进水方式分为单吸和双吸两种。

4、水泵按叶轮级数分为单级和多级两种。

5、水泵按泵轴的位置分为立式和卧式两种。

6、叶片式水泵，它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。

7、容积式水泵，它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的。

8、为防止水泵出水管路水倒流，使泵倒转，在水泵出水口应装设止回阀。

9、水泵的总扬程包括静扬程和水头损失两部分。

10、静扬程包括吸水扬程和压水扬程之和。

11、填料压盖不能压得太紧或太松，一般为2~3滴/秒。

12、水泵运行中，滚动轴承温度不应超过60℃。

13、水泵运行中，滑动轴承温度不应超过40℃。

14、水泵机械振动不超过0.08mm。

15、水泵运行中，油位控制在油标的1/2-2/3处。

16、水泵联轴器的作用是把电机与水泵连接起来旋转。

17、离心泵是通过离心力的作用提升和输送液体的。

18、叶轮有封闭式、半封闭式、敞开式三种。

19、填料又称盘根，在填料函中起阻水或阻气的轴封作用。

20、多级泵叶轮工作时，末级叶轮两侧作用压力不相同，在多级泵的末级叶轮后端装置平衡盘，以消除轴向推力。

21、单级式离心泵叶轮工作时，叶轮两侧作用压力不相同，为了平衡这股力，在叶轮后盖板上钻开几个平衡孔，以消除轴向推力。

22、水泵的效率是指水泵的有效功率与轴功率的比值。

23、水泵传给水的静功率叫有效功率。

24、水泵的特性曲线是在额定转速下，表示流量与扬程、轴功率、效率、及允许吸上真空高度，之间相互关系的曲线。

25、比转数越大，说明水泵的流量越大，压力越低。

26、比转数越小，说明水泵的流量越小，压力越高。

27、Q-N曲线是呈上升趋势，流量大，轴功率就大。

28、Q-H曲线是一条从平坦到陡降的曲线，扬程随流量的增大而下降。

29、离心泵的损失有机械损失、容积损失、水力损失等三种损失。

节能水泵选型确定扬程的误区

节能水泵选型确定扬程的误区当水泵型号确定后，总扬程是一定的;损失扬程主要来自于管路阻力，管径越小显然阻力越大，因而损失扬程越大，所以减小管径后，水泵的实际扬程非但不能增加，反而会降低，导致水泵效率下降。

同理，当小管径水泵用大水管抽水时，也不会降低水泵的实际扬程，反而会因管路的阻力减小而减小了损失扬程，使实际扬程有所提高。

也有机手认为小管径水泵用大水管抽水时，必然会大大增加电机负荷，他们认为管径增大后，出水管里的水对水泵叶轮的压力就大，因而会大大增加电机负荷。

殊不知，液体压强的大小只与扬程高低有关，而与水管截面积大小无关。

只要扬程一定，水泵的叶轮尺寸不变，无论管径多大，作用在叶轮上的压力都是一定的。

只是管径增大后，水流阻力会减小，而使流量有所增加，动力消耗也有适当增加。

但只要在额定扬程范围内，无论管径如何增加水泵都是可以正常工作的，并且还可以减小管路损耗，提高水泵效率。

使进水管内聚集空气，降低水管和水泵的真空度，使水泵吸水扬程降低，出水量减少。

正确的做法是：其水平段应向水源方向稍有倾斜，不应水平，更不得向上翘起。

如果在进水管路上用的弯头多，会增加局部水流阻力。

并且弯头应在垂直方向转弯，不允许在水平方向转弯，以免聚集空气。

这样会使水流经过弯头进入叶轮时分布不均。

当进水管直径大于水泵进水口时，应安装偏心变径管。

偏心变径管平面部分要装在上面，斜面部分装在下面。

否则聚集空气，出水量减少或抽不上水，并有撞击声等。

若进水管与水泵进水口直径相等时，应在水泵进水口和弯头之间加一直管，直管长度不得小于水管直径的2～3倍。

抽水扬程越低，电机负荷越小。

在这种错误认识的误导下，选购水泵时，常将水泵的扬程选得很高。

其实对于离心式水泵而言，当水泵型号确定后，其消耗功率的大小是与水泵的实际流量成正比的。

而水泵的流量会随扬程的增加而减小，因而扬程越高，流量越小，消耗功率也就越小。

反之，扬程越低，流量越大，消耗的功率也就越大。

因此，为了防止电机过载，一般要求水泵的实际抽水使用扬程不得低于标定扬程的60%。

大型低扬程泵装置nD值的选取

了减小ｎＤ值对低扬程泵装置汽蚀性能的影响；时，讨论了泵装置汽蚀性能的考核指标，同还以及增径降速对流道控制尺寸及设备投资的影响等问题．果表明：于平均扬程为４ｍ、泵设结对单
计流量为３．ｓ３５ｍ／的泵站，若将叶轮直径由２９ｍ增大至３１ｍ，流道效率可提高２９；．．则．％在
设计流量一定的条件下，若将ｎＤ值由４５降为３７５由水力模型Ｔ０Ｚ０３８．，Ｊ４一Ｌ一６换算的原型泵高效区扬程可由５ｍ左右降为４ｍ左右，泵必需汽蚀余量可降低２．％；于年运行时数较水０６对长的大型低扬程泵站，宜采用较小的ｎＤ值．
大型低扬程泵装置ｎ值的选取Ｄ
梁金栋，陆林广，徐磊，陈伟
（州大学水利科学与Ｔ程学院，苏扬州２５０扬江２０９）
摘要：水泵选型、从能量性能、汽蚀性能等３个方面，讨论了减小ｎＤ值对大型低扬程泵装置水力性能的影响；出了减小ｎ提Ｄ值的低扬程泵装置水泵选型设计思路；助于叶片泵相似律，导借推
关键词：扬程；低泵装置；Ｄ值；ｎ叶轮直径；泵转速水
中图分类号：２７９Ｔ１６２文献标志码：Ａ文章编号：６４— ５０２１）３— ２６— ５￥７．；Ｖ３．１７８３（０１００３０

某泵站不同叶轮直径进水流道方案的数值计算

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图３各方案进水流道表面流场图
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水利部淮委，水利 …～科学研 … 究 … 院 … 协办
某泵站不同叶轮直径进水流道方案的数值计算
黄金军，陈阿萍ｚ刘荣华ｓ黄燕华李江
（１．常州市水利规划设计院
常州
２１３０００２．常州市城市防洪工程管理处淮安２２３００５）
８（）代以来住ＣＦ ’ Ｄｆ『｛刮ｒ迅速的发腱和Ｊ泛的应用。
５进水流道计算区域网格剖分
，卜成Ｉ “ Ｊ恪足４埘流动ｎ１］进｛数ｆｌｌ【｝ｆ ‘ 钾：的重要一步，嘤对－ＩＪＪｊ生续的汁算域进｛ｆｉＧ）＂，把它划分成许彩个

低扬程泵装置优化水力设计的关键问题

了２７个水泵模型的同台测试．
大型低扬程泵站的泵装置由进水流道、叶轮及导叶体和出水流道等４个部分组成．１图分别给出了立式轴流泵装置和竖井式贯流泵装置的示意图．叶轮与导叶体的组合体是任何一种型式轴流泵装置（括贯流包
ｐＱｇＨ￣置ｐＱ￣Ｈ泵置ｇＨ装
珂泵装置一
轴
ｒ、
Ｊ
一
Ｐ轴
轴
Ｈ泵一 ’泵７７流道
泵
式（）３表明泵装置效率等于水泵效率与流道效率的乘积］也表明流道效率与水泵效率对于泵装置效率具，
有同等重要性．以对泵装置水力性能的研究，以从水泵效率和流道效率两个方面展开．所可
水泵效率为水泵有效功率与其轴功率之比，其表达式为：
ｐＱｇＨ￣
’泵～７
，、１
式中：Ｐ为水的密度（ｇｍ）ｇ为重力加速度（／；ｋ／。；ｍｓ）Ｑ为水泵流量（ｓ；ｍ／）
为水泵扬程（；泵为水ｍ）Ｐ轴
泵轴功率（）ｗ．流道效率为泵装置有效功率与水泵有效功率之比，其表达式为：
叼懒道面＝流＝
收稿日期：０１１— ０２１—０２
作者简介：徐
磊（９４）男，１８一，江苏连云港人，博士研究生，主要从事泵站工程方面的研究
“ 箱 ”将泵装置效率分解为水泵效率和流道效率两个方面分别进行讨论，步提出了提高低扬程泵装置灰，初

泵叶轮外径与扬程

泵叶轮外径与扬程用户使用离心式潜水泵时,有时因其扬程选得太高太富余,使泵处在大流量低扬程状况下运行,这时泵流量大运行电流大,使工作点处在低效区,造成启动器因电流太大随时可能跳闸断电,使泵开开停停无法正常运行。

为解决这方面问题,作者谈一下自己得瞧法与作法。

一、泵扬程与用户装置所需扬程扬程就是泵所抽送得单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)能量得增值,也就就是一牛顿液体通过泵获得得有效能量。

为便于说明问题,拿常见得地面上得一般卧式离心泵来说,泵得总扬程,应包括三部分:一、泵进口得吸程;二、泵出口得扬程;三、泵得出水管与进水管中得速度头差,三条中每条头都有泵字,所以说泵扬程就就是强调泵得自身能力,即出厂试泵时得性能,只要泵出厂时性能合格,使用就纯属用户得事了。

这些泵拿到不同得场合,就会得到不同得流量,即使同一地区类似得条件下,也就是会有差别得,很难一模一样。

其原因就是用户装置所需扬程总就是有差别得,甚至差别很大。

还有个别用户不能正确理解泵扬程,或错误得估算装置所需扬程,都会造成泵难以使用,或无法使用。

泵扬程与叶轮出口安放角有关,这就要求设计人员优化设计。

当叶轮叶片出口安放角已成定局时,泵扬程主要与叶轮外径有关;其关系就是外径大,扬程就高;外径小,扬程就低。

二、改变叶轮外径时,流量、扬程、轴功率得计算在使用离心式潜水泵时,增大叶轮外径,会使泵流量、扬程与轴功率增加;减小其外径,会使泵流量、扬程、轴功率减少。

对低比转数(比转数小于80)离心式潜水泵来说,叶轮外径稍有变化,其出口宽度变化不大,甚至没有变化。

这时若保持转速不变,当叶轮外径由D2变化成D2＇时,则流量Q、扬程H、轴功率P会分别变化成Q＇、H＇、P＇,具体数值按下式计算Q＇= Q(D2＇/D2)2H＇= H(D2＇/D2)2P＇= P(D2＇/D2)4对中高比转数(比转数80～300)得离心式潜水泵来说,其叶轮外径稍有变化,其叶轮出口宽度都有较大变化。

对叶轮型式对超低比转速高速离心泵性能的影响分析

离心泵是指利用叶轮旋转过程中产生的离心力，来实现液体输送操作的机械，超低比转速高速离心泵作为介质输送工作的重要设备，具有扬程高、流量低等优势。

为了深入优化介质输送工作的效果，技术人员需要采取有效措施，来提高离心泵的性能，从而促进各相关领域生产运作水平的提升。

一、研究意义虽然超低比转速高速离心泵在各领域介质输送工作中的应用比较广泛，但实际运作过程中，其依然存在效率低、扬程不稳定的问题，并且机械运作时还经常会出现噪音、压力脉动、过载等现象，这在很大程度上影响了离心泵性能的正常发挥，因此技术人员正在不断的深入分析提高离心泵性能的方式。

在此过程中，有观点认为，人们可以通过增加离心泵的级数或直接采用容积泵来解决上述问题，但是级数的增加会带来更高的维修成本，而容积泵的使用则会加重噪音、振动以及易损程度。

后来，经过经过相关的研究，人们发现适当减小叶轮的直径、增加叶片的数量以及其出口角，能够在一定程度上提高离心泵的扬程和减少其输送流量，使离心泵具有更优质的性能，所以利用此次试验研究叶轮型式对超低比转速高速离心泵性能的影响。

二、试验方法1.试验设计。

在试验前，技术人员考虑到如果叶片数量过多会导致叶轮的摩擦损失增大，同时也会使进口处出现排挤的问题，所以为了保证试验的正常进行，此次试验采用了长短叶片式的复合叶轮，这样可以避免排挤问题、减少固液摩擦面积，降低摩擦损失，同时还能够稳定液流、优化液流的扩散程度。

在复合叶轮的具体设计上，工作者将翼型的长叶片进口沿骨线的方向，截取不同的长度，同时将截取部分叶片进行修圆、减薄，然后得到长度不同的短叶片，使叶轮整体呈现出长短叶片的形式。

此外，在数值模拟实验上，工作者采用了奇点分布法，结合数学模型，来测量了离心泵叶轮内的流场以及各相关参数，并基于此，分析离心泵的使用性能，得出两种叶轮型式对离心泵性能的影响，完成试验。

2.数值模拟。

在数值模拟过程中，操作者主要选用了湍流模型和三维定常不可压雷诺时均方程，来构建动量、连续方程，然后得出雷诺应力张量的表达式。

叶轮结构参数对轴流泵性能的影响

叶轮结构参数对轴流泵性能的影响作者：朱亮来源：《中国校外教育·理论》2010年第09期[摘要] 运用计算流体动力学CFD软件CFX基于标准RNGk-ε紊流模型,对轴流泵装置内部的三维流场及其运行特性进行数值分析。

通过计算结果,探讨了轮毂形状、叶片安放角度等结构参数对轴流泵性能的影响,并通过试验验证了计算的结果。

该结论对轴流泵设计人员有一定的参考价值。

[关键词] 叶轮结构参数轴流泵性能影响1 数学模型与边界条件1.1计算模型和网格剖分计算模型中进出水流道采用CFX的几何造型模块ICEM进行三维几何建模和网格剖分,叶轮和导叶则是用Turbo-grid进行建模和划分网格,最后再把所有模型导入CFX中进行总装如图1。

本次计算所采用的模型泵,其主要参数包括:叶轮直径为300mm,叶轮转速为1450r/min,叶轮叶片数为4片,导叶数为7片。

由于轴流泵装置的结构比较复杂,生成网格时,叶轮和导叶部分网格采用结构化的网格,并且进行了加密,而对于进出水流道的网格则适当的降低。

1.2基本控制方程及湍流模型采用三维雷诺时均N-S方程来描述贯流泵内不可压缩流体的湍流流动。

湍流模型采用RNGk-ε紊流模型,因其适用于计算曲率较大、旋转流动、分离流动等较复杂的流动。

RNGk-ε紊流模型的k、ε方程为:1.3边界条件采用质量进口,给定进口边界上的流量。

压力出口,设定出口的压力。

在固体壁面处规定无滑移条件。

2 计算结果及分析为便于研究各参数对该泵性能的影响,在改变一个叶轮结构参数时,其它参数均保持不变。

2.1叶轮轮毂形状变化对轴流泵性能的影响本文计算了在相同轮毂比时轮毂形状分别为圆形(h17t7archub)和圆柱形(h17t7hub)时,流量在299L/s~388L/s的多个不同流量工况下的装置运行特征,得到其性能曲线见图2、图3。

由图2、图3可以看到,在相同的轮毂比的情况下,当球形轮毂变为圆柱形轮毂时,叶轮内部过流面积减小,相对于球形轮毂来说圆柱形轮毂的叶轮排挤系数变大,计算结果显示,在相同的流量下其扬程和轴功率减小,效率也有所减小,并且最大效率点向小流量偏移。

叶轮直径和流量扬程的关系

叶轮直径和流量扬程的关系叶轮直径啊，就像是水泵世界里的大力士的手臂。

你想啊，要是这个大力士的手臂粗粗短短（叶轮直径小），那他能举起的东西肯定有限，这就好比流量和扬程都不会太大。

流量就像是这个大力士能搬运货物的总量。

叶轮直径小的时候，就像小手臂每次只能拿一点点东西，流量自然就少得可怜。

这就好比让一个小蚂蚁去搬运一座大山，根本不现实嘛。

它只能一点点地挪动那点微小的流量，完全没有那种大气磅礴的感觉。

扬程呢，就像是这个大力士能把货物举多高。

小叶轮直径就像小短腿，想把东西举得高高的那可太难了。

它可能费了九牛二虎之力，也只能把东西举那么一点点高度，就像一只小老鼠想跳上高楼顶，根本是异想天开，扬程也就高不到哪里去。

而当叶轮直径变大的时候，哇塞，那可不得了。

这就像是大力士突然变成了巨人，手臂变得又粗又长。

这时候的流量就像洪水猛兽一样，“哗”地一下就涌出来了。

就像打开了一个超级大的水龙头，水不停地往外冒，流量大增。

扬程呢，也跟着沾光。

大叶轮直径就像有了一个超级长的梯子，轻轻松松就能把东西送到很高的地方。

就像火箭发射一样，“嗖”地一下就把扬程提得高高的，感觉要冲破天际了。

如果把叶轮直径比作是厨师做菜的锅，那小直径的锅就只能煮出一小碗汤（小流量），而且这碗汤还没什么热气（低扬程）。

但大直径的锅呢，那就能煮出一大锅浓稠的汤（大流量），而且这锅汤还能像喷泉一样高高涌起（高扬程）。

叶轮直径和流量扬程之间的关系就像是一场魔法表演。

小叶轮直径只能施展出小把戏，流量和扬程都是小打小闹。

但大叶轮直径就像是大魔法师，一挥魔法棒，流量和扬程就都变得超级厉害，让人惊叹不已。

你看那些小叶轮直径的水泵，就像小玩具车在小轨道上慢慢地跑，流量和扬程都是小里小气的。

而大叶轮直径的水泵就像是超级跑车在高速公路上飞驰，流量和扬程都是风风火火，超级带感。

在水泵的世界里，叶轮直径真的是流量扬程的关键因素，它们之间的关系就像是紧密相连的铁链，一个动了，另一个必然也跟着有大变化。

水泵口径对扬程和电机负荷的影响

水泵口径对扬程和电机负荷的影响
水泵口径对扬程和电机负荷的影响
水泵选型过程中，水泵口径的选择一般都被忽视，更多时候是先确定扬程和流量的。

但是水泵口径对水泵的扬程和电机负荷也是有影响的。

水泵口径对扬程的影响：
大口径水泵配小水管抽水，很多人认为这样可以提高实际扬程，其实水泵的实际扬程=总扬程～损失扬程。

当水泵型号确定后，总扬程是一定的；损失扬程主要来自于管路阻力，管径越小显然阻力越大，因而损失扬程越大，所以减小管径后，水泵的实际扬程非但不能增加，反而会降低，导致水泵效率下降。

同理，当小管径水泵用大水管抽水时，也不会降低水泵的实际扬程，反而会因管路的阻力减小而减小了损失扬程，使实际扬程有所提高。

水泵口径对电机负荷的影响：
也有很多人认为小管径水泵用大水管抽水时，必然会大大增加电机负荷，他们认为管径增大后，出水管里的水对水泵叶轮的压力就大，因而会大大增加电机负荷。

殊不知，液体压强的大小只与扬程高低有关，而与水管截面积大小无关。

只要扬程一定，水泵的叶轮尺寸不变，无论管径多大，作用在叶轮上的压力都是一定的。

只是管径增大后，水流阻力会减小，而使流量有所增加，动力消耗也有适当增加。

但只要在额定扬程范围内，无论管径如何增加水泵都是可以正常工作的，并且还可以减小管路损耗，提高水泵效率。

管径与扬程的关系

管径与扬程的关系近年来，随着社会的不断发展和人们生活水平的提高，水泵在生产和生活中的应用越来越广泛。

作为水泵的重要参数之一，管径与扬程的关系备受人们关注。

管径是指水泵出水口的直径，通常用毫米（mm）表示。

在实际应用中，管径的选择与频率、流量和扬程等因素密切相关。

扬程是指水泵在单位时间内能够提升水的高度，通常用米（m）表示。

扬程的大小取决于多种因素，其中之一就是管径。

管径与扬程的关系可以通过泵的流体力学原理来解释。

从理论上讲，当水泵的出口管径较小时，单位时间内流经导管的水量较小，因此扬程相对较高；而当出口管径较大时，单位时间内流经导管的水量较大，因此扬程相对较低。

具体来说，当选择较小的管径时，由于管道截面积较小，水流速度会相应增加。

在牛顿运动定律的作用下，流速增加会导致水流动能的增加，从而水在扬程中能够克服重力的作用，达到较高的扬程值。

相反，当选择较大的管径时，管道截面积较大，水流速度相对较低。

此时，水流动能的增加有限，导致水在扬程中能够提升的高度相对较低。

在实际应用中，根据不同的工程需求和管道的具体情况，选择合适的管径可以提高水泵的工作效率。

如果选取过小的管径，则会导致压力过高，增加水泵的负荷，甚至造成水泵的损坏；而如果选取过大的管径，则会导致水泵运行效率低下，导致能源的浪费。

因此，合理选择管径对于水泵的性能非常重要。

此外，管径与扬程的关系还受到其他因素的影响，例如泵的安装高度、水泵系统的损失以及驱动水泵的电动机功率等。

这些因素在实际应用中需要综合考虑，并根据具体情况进行选择。

总之，管径与扬程在水泵的性能中起着非常重要的作用。

选择合适的管径能够提高水泵的工作效率，确保水泵能够正常运行。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况合理选择管径，并综合考虑其他因素的影响，以达到最佳的工作效果。

叶轮直径对低扬程立式轴流泵装置水力性能的影响的开题报告

叶轮直径对低扬程立式轴流泵装置水力性能的影响的开题
报告
一、选题背景
现代社会中，水泵是不可缺少的一种机械设备，其广泛应用于工农业生产、城市供水、市政环保等领域。

低扬程立式轴流泵具有体积小、结构简单、效率高等优点，在城市
排水、工业冷却、灌溉排水等场合也得到广泛应用。

在低扬程立式轴流泵中，叶轮是
关键部件之一，具有直接影响水泵水力性能的因素。

因此，研究叶轮直径对低扬程立
式轴流泵装置水力性能的影响非常有意义。

二、研究内容和方法
本文以低扬程立式轴流泵装置为研究对象，通过实验方法研究叶轮直径对水泵水力性
能的影响。

具体方法为：先制备不同叶轮直径的低扬程立式轴流泵装置，然后分别对
其进行水力性能测试，包括流量、扬程、效率等指标的测试。

同时，还对其结构参数
进行测量和分析，以探究叶轮直径与水力性能之间的关系。

三、预期研究结果和意义
通过本文的研究，预计可以得到以下结果：不同叶轮直径的低扬程立式轴流泵的水力
性能存在差异；适当改变叶轮直径可以提高水泵的效率和性能；叶轮直径与其他结构
参数之间存在相互影响的关系。

这些研究成果可以为低扬程立式轴流泵装置的设计和
优化提供参考，提高水泵效率和性能，为工农业生产、城市供水、市政环保等领域提
供更好的技术支持。

泵叶轮长径比

泵叶轮长径比泵叶轮长径比是指泵叶轮的长度与其半径之比，通常用L/D表示。

泵叶轮长径比是一个非常重要的参数，它是决定泵的性能和效率的一个关键因素。

泵叶轮的长径比与泵的效率、流量、扬程等都有很大的关系。

泵叶轮长径比对泵性能的影响泵叶轮的长径比对泵的效率和流量有很大的影响。

当泵叶轮长径比逐渐减小时，泵的流量会逐渐增加，但是泵的效率会下降。

因此，泵设计的长径比应该在一定的范围内，以实现最佳的泵性能。

一般来说，泵叶轮长径比越小，泵的效率越高，但是流量相应地也会降低。

这是因为泵叶轮的长径比越小，泵的进口径和出口径就越接近，这会导致流量降低。

泵叶轮长径比对泵扬程的影响泵叶轮长径比也会影响泵的扬程。

当泵叶轮长径比逐渐增大时，泵的扬程会逐渐增加。

这是因为泵叶轮的长径比越大，泵叶轮叶片的相对速度就越大，进而产生更多的动能，从而使泵扬程增加。

但是，当长径比过大时，泵叶轮的流动特性会发生变化，这会导致泵的效率下降，因此，泵叶轮长径比应该在一定的范围内。

泵叶轮长径比对泵卡阻的影响泵叶轮长径比还会影响泵的卡阻。

卡阻是指暂时性的流量限制现象，会导致泵的性能下降。

当泵叶轮的长径比逐渐增大时，泵的卡阻也会逐渐增加，这是因为泵叶轮的流动特性会发生变化，从而导致卡阻。

因此，当设计泵的时候，需要注意选择合适的泵叶轮长径比，以避免泵的卡阻现象。

泵叶轮长径比对流道的布局的影响泵叶轮长径比还会影响流道的布局。

泵设计要充分考虑泵叶轮长径比对流道布局的影响，以保证流道的布局合理。

例如，当泵叶轮长径比逐渐减小时，泵的进口和出口径就会逐渐接近，这会影响流道的布局。

因此，在设计泵的时候，需要充分考虑泵叶轮长径比对流道布局的影响，以保证泵的性能和效率。

总之，泵叶轮长径比是泵设计中非常重要的参数之一，它对泵的性能和效率有很大的影响。

在设计泵时，需要充分考虑泵叶轮长径比的影响，以保证泵的性能和效率。