几何参数对水泵性能的影响

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喷水推进泵选型设计时工作参数和几何参数计算

喷水推进泵选型设计时工作参数和几何参数计算

喷水推进泵选型设计时工作参数和几何参数计算聂建栋;朱朝峰【摘要】作为推进装置中的一个主要部件,喷水推进泵在选型设计上与传统的泵差别很大,其工作参数的确定必须建立在推进系统分析的基础上,由设计航速下系统的最高喷射效率决定最佳喷速比,由额定转速和驼峰阻力处航速对应的工况点的抗空化性能来设定泵设计转速,并且要满足主机功率的要求.在已知设计航速和船体阻力曲线的条件下,引入8个假定参数后,计算得到了泵的5个工作参数值;由比转速和吸口比转速建立工作参数和几何参数之间的联系,进而求得转子进、出口直径和喷口直径等主要设计参数.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2015(035)003【总页数】7页(P59-65)【关键词】船舶;喷水推进泵;选型设计;工作参数;几何参数【作者】聂建栋;朱朝峰【作者单位】海军驻武汉四三八厂军事代表室,武汉430061;海军驻武汉四三八厂军事代表室,武汉430061【正文语种】中文【中图分类】TQ040 前言当泵用作船舶推进器时,它应当满足水动力推进器的一般要求:保证船舶推进的设计航速;推进装置总的推进效率尽可能高;巡航航速到设计航速区间推进器效率较高且变化平缓。

与陆用水泵相比,喷水推进泵的效率和抗空化性能要求更严。

并且,为了产生尽可能大的推力,泵流量相对较大,尺寸和重量也限制较严,从而使得推进泵比转速较高、功率密度较大。

与该要求相适应的现代船用喷水推进泵主要为单级混流泵或者是比转速更高的轴流泵。

喷水推进泵作为喷水推进装置中的主要部件,其运转参数必须匹配推进装置的运转参数,进而由运转参数所决定的泵的主要设计参数也要兼顾推进装置的结构和布置要求。

本文针对喷水推进泵在设计使用时上述考虑因素,选取计算初始设计阶段泵的运转参数和主要设计参数,为船用喷水推进泵的自主设计迭代程序开发奠定基础。

1 喷水推进泵运转参数确定常见艉板式喷水推进器如图1所示,由进水流道、喷水推进泵、喷口和操舵倒航机构四部分组成。

水泵叶轮的轴频

水泵叶轮的轴频

标题:水泵叶轮轴频及其影响分析
在现代工业与生活供水系统中,水泵是不可或缺的核心设备。

其中,叶轮作为水泵的关键部件,其运行状态直接决定了水泵的工作效率和稳定性。

而轴频,即叶轮转动时的固有频率,是衡量水泵性能的重要参数之一。

水泵叶轮轴频是指当叶轮在驱动电机的带动下旋转时,由于其质量和结构特性所决定的自然振动频率。

轴频大小通常由叶轮的质量分布、几何形状以及材料属性等因素共同决定,它直接影响到水泵运行过程中的振动特性和稳定性。

理论上,如果水泵运行时的转速接近或等于叶轮的轴频,就可能出现共振现象,这将导致叶轮产生剧烈振动,不仅会大大降低水泵的工作效率,而且可能引发机械故障,如轴承过早磨损、密封失效甚至整个系统的破坏。

因此,在设计阶段就需要通过计算和模拟来合理设定叶轮的结构参数,使其轴频远离工作转速,避免共振风险。

同时,对实际运行中的水泵进行定期检测与维护,监测叶轮轴频的变化情况也至关重要。

若发现轴频异常增高或者出现接近工作转速的趋势,应及时调整系统运行参数或进行必要的维修保养,以保证设备的安全稳定运行。

此外,随着科技的进步,如今许多高端水泵产品采用了智能控制技术,能够实时监控并调节叶轮轴频,从而有效防止共振现象的发生,进一步提高了设备的工作效能和使用寿命。

总结来说,水泵叶轮轴频是确保设备正常高效运转的关键因素,科学合理地设计与调控轴频,不仅可以提升泵机整体性能,更对于保障相关设施安全运行具有重要意义。

内装式矿用潜水泵背叶片几何参数对泄漏量的影响

内装式矿用潜水泵背叶片几何参数对泄漏量的影响
NCE & TE CH NOLO( 3Y I NF ORMATI ON
工 业 技 术
内装 式矿 用潜 水泵 背 叶 片 几 何参 数 对 泄漏 量 的影 响 ①
许荣军’ ・ 王震 顾 玉中 ( 1 . 南 京蓝深 制泵 ( 集团 ) 股 份有 限公司 ; 2 . 江苏 省潜水 电泵 工程技术 研 究中心 江 苏南京 2 1 1 5 0 0 ) 摘 要: 取 内蓑式矿 用潜水 泵叶轮 背叶 片半 径 , 数量 , 高度 等6 个 几何参 数 为因素, 每个 因素选 用3 个水平 , 选 用L 1 8 ( 3 7 ) 正交试验 方案设 计1 8 个方案 。 利用商 用软 件C F X, 对N - S 方程进行 离散 , 选 用标准 的模型 , 利 用蛄 构化 网格对 1 8 个设 计方案 的全流 场进 行数值模拟 , 分 析 内装式矿 用泵后 口环 处的泄 漏量 。 对 泄漏量结 果进 行 了极 差分析 , 得 到 了背叶 片几何 参 数对泄 漏量的影响 的主次顺序 , 并得 出 了最优 的 几何参 数组合 , 并与无 背叶 片的情 况作 了对比 。 计算 鲒果对 内装 式矿 用泵 背叶 片的设 计吴有 理论 参考价 值 。 关键 词 : 内装式矿 用潜水泵 背叶 片 正 交试验 结构化 网格 中 图分 类 号 : T H 3 1 1 文献标 识 码 : A 文章 编 号 : 1 6 7 2 - 3 7 9 1 ( 2 0 1 3 ) 0 7 ( b ) - 0 1 0 4 - 0 2 随 着煤矿 采掘业 建设规 模 E l 益 扩大 , 煤 矿 排 水 泵 需 求迅 猛 增 长 , 内 装式 矿 用 隔 爆 潜 水 泵 依 据 市场 需 求 , 可 以 一 次 性 将 矿 内污 水 直 排 到 地 面 。 据调查 , 国内 矿 用 隔爆 潜 水 电泵 的 平 均 首次 无故 障 运 行 时 间一 般 不超 过 1 O 0 0 h, 煤 矿污 水 中的 运 行环 境 十 分 恶劣 , 井 下操 作 人 员水 平 参 差 不 齐 , 电泵 的 故障频发 , 电机 腔 泄 漏 , 机械 密封寿命短 、 过流部件磨损 、 轴承失效 、 水力性能较低 , 泵可靠性较差 。 内 装 式 矿 用 隔 爆 潜 水 泵 一 般 在 末 级 叶轮 均 设 置 背 叶 片 , 一 方 面 可 以 防止煤炭颗粒 进入密封环 , 减 少颗粒对 口 环的磨损 。 第 二 可 以 降 低 口环 两 端 面 的 压

用面积比理论分析离心泵性能

用面积比理论分析离心泵性能
, — _ 匝归方程线 ^ 高效)
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0 4 8 10 l0 20 2 0 0 0 2 6 0 4
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图 6是 文 献 [] 提供 的蜗 室 与 导 叶速度 系数 2
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统计曲线。 ( ,H Q )及 不变时 ,同一个叶轮所 配 蜗室与 导 叶面积 的换算 公式 如下 :
图 7 C R O0 P I0 循环水泵 曲线
( 下转第 1 4页)


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无 量纲 叶轮尤 拉 (ue)方 程 : El r
方 程 () 与方 程 () 的交 点 是 最 高 效 率 点 1 2 理论 值 ,从 图 1 可求 出最 高效 率点理 论值 : 也
g= = =
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( 1 0 )
… ) …
图 蜗与叶 数 6 室导艘系
K 蜗 3 室 3 叶S 导 3 室S 蜗 : 导 3 叶 (5 1)

泵基础理论

泵基础理论
在一般情况下,泵的扬程以泵轴线为界,可分为两段,一段是以吸水管 把水吸上来,一段通过出水管把水压出去。如图所示。
水泵能把水吸上来的高度叫吸水扬程, 简称吸程H吸,水泵把水压出去的高度称 为压水扬程H压,用公式表示为: H总= H吸+ H压。
转速n
转速是泵轴单位时间内的转数,用n表示。 单位是r/min。
压出室
压出室的功能是把叶轮出口处流出来的液体收集起来, 并且把它送入压水管路,液体从叶轮中流出时速度是很大 的,为了减小压水管路中的水力损失,将液体送入压水管 以前,必须将液体的速度降低,将部分动能转化为压能, 这个任务也要在压出室中完成,并且要求水压损失最小。
叶片泵的结构形式
叶片泵的结构型式甚多,下面根据分类标 准的不同详细介绍
机定子内侧装有屏蔽套,以防液体进 入定子
3、磁力泵: 电动机带动外磁钢旋转,通过磁感应使和泵叶轮 连在一起的内磁钢旋转,内外磁钢间有隔离套, 完全杜绝液体外漏
4、自吸式泵: 泵再次起动时无需灌 水的泵 5、管道泵: 泵作为管道的一部分, 无需特别改变管路即 可安装 6、无堵塞泵:泵抽送液体中所含 固体物质不会在泵 内造成堵塞。
特性曲线
泵内运动参数之间存在着一定的联系,如果用曲线 的形式表示泵性能参数之间的关系,称为泵的特性曲线, 也叫泵的性能曲线。
通常用横坐标表示流量Q、纵坐标表示扬程H、效 率η、轴功率N、必需汽蚀余量NPSHr。
泵的性能曲线包括扬程曲线、效率曲线、功率曲 线、泵必需汽蚀余量曲线。
Q
流量 (m3/h)
3、驼峰特性曲线 H
Q
在流量为0时,扬程为H0,称为关死 点扬程。随着流量增加,扬程达到最 大值Hmax,而后随流量增加,扬程下降。 这是一种不稳定的特性曲线。 标准规定当 Hmax/H0≤1.02 时,才符 合要求。

水泵转动惯量

水泵转动惯量

水泵转动惯量水泵是一种常见的机械设备,用于将液体从低处输送到高处。

在水泵的工作过程中,转动惯量起着重要的作用。

本文将以水泵转动惯量为标题,探讨水泵转动惯量的概念、影响因素以及在水泵设计和运行中的应用。

一、水泵转动惯量的概念转动惯量是物体绕轴旋转时抵抗转动的力矩,是描述物体惯性特性的物理量。

对于水泵而言,转动惯量可以理解为水泵转子在旋转过程中所具有的惯性。

水泵转动惯量的大小与水泵转子的质量分布以及转子的几何形状有关。

1. 转子质量分布:转子质量分布越均匀,转动惯量越小。

因此,在水泵设计中,应合理安排转子内部的质量分布,减小转动惯量的大小。

2. 转子几何形状:转子的几何形状也会影响转动惯量的大小。

例如,转子的半径越大,转动惯量越大;转子的形状越复杂,转动惯量越大。

3. 轴承摩擦力:水泵转子在旋转时,会受到轴承的支撑和摩擦力的影响。

轴承摩擦力越大,转动惯量越大;轴承摩擦力越小,转动惯量越小。

三、水泵转动惯量在设计中的应用1. 提高水泵的启动性能:水泵在启动时需要克服静止摩擦力和转动惯量。

减小转动惯量可以降低启动时所需的起动力矩,提高水泵的启动性能。

2. 减小水泵的振动和噪音:转动惯量越大,水泵在工作过程中产生的振动和噪音越大。

通过优化水泵转子的质量分布和几何形状,可以减小转动惯量,降低水泵的振动和噪音水平。

3. 提高水泵的能效:水泵的转动惯量会消耗一定的能量,影响水泵的能效。

减小转动惯量可以降低能量损耗,提高水泵的能效。

四、水泵转动惯量的测量和计算测量水泵转动惯量可以使用实验方法或数值模拟方法。

实验方法可以通过在水泵转子上安装力矩传感器,测量所施加的力矩大小;数值模拟方法则可以通过计算转子的质量分布和几何形状,以及转子与轴承之间的摩擦力,来估算转动惯量的大小。

总结:水泵转动惯量是水泵设计和运行中一个重要的参数。

通过合理设计水泵的转子质量分布和几何形状,可以减小转动惯量,提高水泵的启动性能、减小振动和噪音水平,以及提高能效。

水泵特性曲线

水泵特性曲线

一、水泵的调速性能水泵在改变转速时,其内部几何尺寸没有改变,所以,据水泵的相似原理可知:当转速变化时,流量与转速成正比,扬程与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比,得出:同一台水泵当转速变化时,水泵的主要性能参数将按上述比例定律而变化,并且,在变化过程中可保持效率基本不变,若水泵机组转速可调,我们就可以改变某台水泵的转速以适应当时需水量的变化,这样就可以避免水泵机组在低效率区域运转造成的电动机过载,另一方面,也可以避免供水压力偏高所造成的浪费。

同时,水泵随着转速的变慢而使轴功率大为减少,电动机输入功率也随之减少,这就是调速水泵在供水系统中所起的节能作用。

二、变频恒压供水的节能原理所谓恒压供水方式,就是针对离心泵“流量大时扬程低,流量小时扬程高”的特性,通过自控变频系统,无论流量如何变化,都使水泵运行扬程保持不变,即等于设计扬程。

若采用关阀调节,当流量由Q2→Q1时,则工况点由A2变为A1,浪费扬程△H=H1-H3=△H1+△H2。

若采用变频恒压供水,则自动将转速调至n1,工况点处于B1点(参见图1)。

由于变频调速是无级变速,可以实现流量的连续调节,所以,恒压供水工况点始终处于直线H=H2上,在控制方式上,只需在水泵出口设定一个压力控制值,比较简单易行。

显然,恒压供水节约了H1-H2。

而没有考虑△H2。

因此,它不是最经济的供水调节方式,尤其在管路阻力大,管路特性曲线陡曲的情况下,△H2所占的比重更大,其局限性就显而易见。

图1三、四、减速的基本原理根据交流电动机工作原理中的转速关系,n=60f(1-s)/p,从公式中得出:均匀改变电动机定子绕组的电源频率,就可以平滑地改变电动机的同步转速。

电动机转速变慢,轴功率就相应减少,电动机输入功率也随之减少,这就是水泵调速的节能作用。

叶片进口安放角对离心泵性能影响

叶片进口安放角对离心泵性能影响

摘要:为全面了解进口安放角对离心泵性能的影响,在型号为 DFG150-9离 心 泵 叶 轮 水 力 模 型 基 础 上 添 加 正
负冲角,获得6组叶片模型,利用 RNGκ-ε模型考 虑 湍 流 影 响,采 用 均 质 多 相 模 型 溃 灭 ,对 6 组 模 型 进 行 三 维 定 常 湍 流 数 值 模 拟 ,并 对 效 率 、扬 程 和 空 化 余 量 等 进 行 预 测 和 对 比 分
过逐步降低泵进 口 总 压 实 现,质 量 流 量 出 口 保 证 泵运行时流 量 不 变。 固 壁 处 采 用 无 滑 移[6],近 壁 区采用 Scalable壁面函数。空化计算时设定进口 空 泡 体 积 初 始 值 为 0,水 的 体 积 值 为 1。
3 叶 片 进 口 安 放 角 对 离 心 泵 性 能 的 影响
析。结果表明,添加负冲角,泵效率下 降 很 多,效 率 曲 线 向 小 流 量 方 向 偏 移,且 加 速 泵 抗 空 化 性 能 恶 化;添 加
0°~15°冲角,所加正冲角越大,小流量区效率 越 低,大 流 量 区 效 率 越 高,且 效 率 曲 线 向 大 流 量 方 向 偏 移,对 泵
空 化 性 能 影 响 不 明 显 ;当 正 冲 角 添 加 至 20°时 ,泵 抗 空 化 性 能 急 剧 下 降 ,泵 效 率 下 降 很 多 。
3.1.2 6 组 模 型 泵 扬 程 曲 线 比 较 分 析 图4为6组模型泵扬程比较曲线。由图可看
出 ,大 流 量 区 加 正 冲 角 模 型 扬 程 基 本 重 合 ,随 添 加 负冲 角 幅 度 增 加,扬 程 下 降 越 来 越 大,最 大 相 差 1m。小流量区随进 口 安 放 角 增 大,扬 程 降 低。 冲 角由 负 变 正,扬 程 曲 线 由 陡 峭 变 平 坦。 模 型 1 基 本遵循上述规律。其原因在于小流量区随进口安 放角减小,α1 (叶 片 进 口 绝 对 速 度 与 圆 周 速 度 的 夹角)方向 保 持 不 变,则 Vm1减 小 到 虚 线 V′m1,Vu1 随之减小到V′u1(图5)。大流量区,由 于 液 体 受 到 叶片 排 挤,水 力 损 失 增 加,不 但 效 率 下 降,扬 程 也 随之下降。
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(8)
W ss= W 1co sΒF1 co sΒ1
(9)
此时分离流已经混合并且速度已经均匀。
此外, 对于冲击损失还可利用一种更为简单的 方法得出本质相同的结果: 假定损失与切向速度 C t1 与圆周速度 U 1 的差值的平方成正比, 则
f = loss1 (U 1- C t1) 2 (2g ) = (U 1- C 1 tanΒ1) 2 (2g )
令 a= (2ΠN 60) 2, b= (Q Π) 2 代入式 (2) , 则得
W
2 1
t=
a r21t+
b
( r21t-
r21h ) 2
(3)
令5W
2 1t
5 r21t=
0, 可得
A = 2b ( r21t- r21h ) 3
(4)
若 r1h r1t 为恒值, 根据式 (4) 易知当半径 r1t =
204
农 业 机 械 学 报
2 0 0 7 年
图 1 叶片进口边示意图 (a) 轴向 (b) 径向
图 2 叶片进口边为倾斜示意图
W 1t= { (2Πr1tN 60) 2+ [Q (Π( r21t- r21h ) ]2}1 2 (2) 式中 N ——转速
从式 (2) 可以看出, 显然存在一个使叶轮进口相 对速度W 1 最小的最佳进口直径。
(1) 圆盘摩擦损失
圆盘摩擦损失指的是流体和旋转的叶轮以及前
后盖板等发生摩擦而产生的能量损失, 这部分摩擦 消耗了一定的轴功率, 并影响了水泵的整体效率。圆
盘摩擦功率除以流量即得到由此引起的扬程损失,
当计算轴功率时, 应考虑计及这部分扬程损失
H 1= CD F ΘΞ3 (D 2 2) 5 Q
(16)
21 6{30Q [ Π2N (1- ( r1h r1t) 2) ]}1 3时, 进口相对速度
达到最小; 若 r1h为恒值, 同理可知当半径 r1t= [ r21h +
21 3 (30Q (Π2N ) ) 2 3 ]1 2时, 进口相对速度达到最小。
(2) 若叶片进口边为径向, 如图 1b 所示, 则进
积流量即可转化为扬程损失。当计算轴功率时, 这部
分扬程损失也应该计入。 计算公式为[5]
H
2=
C R EC Ξ3D
2 1
1-
Q Q0
215
Q
(17)
式中 D 1 ——进口直径 Q 0 ——设计流量
CR EC ——回流损失系数, 取为 01005
212 叶轮做功
叶轮传输给流体的能量, 即理论水力扬程 H 0,
可由欧拉方程直接计算。假设进口无预旋, 则理论扬
程的表达式为
H 0= U 2C t2
g=
(U
2 2
Ρ-
U 2W m 2 tanΒ2)
g
(18)
式中 U 2 ——叶轮出口圆周速度
C t2 ——叶轮出口绝对切向速度
W m 2 ——叶轮出口轴面速度
Ρ——W iesner 滑移系数[6], Ρ= 1- [ sin (90°-
水泵进行了综合性能预测。 所提方法可预测设计工况和非设计工况下的水泵性能。
关键词: 水泵 性能预测 损失
中图分类号: TH 311; T P391. 72
文献标识码: A
引言
性能预测与分析是验证水泵设计优劣的必要步 骤。 对水泵的每一次设计结果均要进行性能预测与 分析, 以确定下一步的设计与优化, 最终得到符合设 计要求的高性能泵产品。此外, 不仅要对设计工况下 的水泵进行性能预测与分析, 更要了解在非设计工 况 (偏离设计工况) 下的水泵性能, 以使所设计的水 泵在更广的运行范围内保持较高的效率与运行的稳 定性。性能预测和分析的关键是对水力损失的计算。 离心泵内的水力损失主要侧重于叶轮和蜗壳 (导叶) 内的损失。 目前针对离心泵流体力学应用和设计的 研究可分为[1]损失模型法和纯数值方法。 损失模型 法主要是通过对各部分水力损失的物理本质及其影 响因素的分析, 寻求水力损失与结构参数的关系, 对 流场作一定的假设、简化, 建立水力损失的计算模 型。 该方法的优点是可以全面考虑诸如二次流、回 流、边界层分离、漩涡、尾迹等各种因素的影响, 对实 际的性能预测有着很高的实用性和准确性。 纯数值 方法又称为数值试验或计算试验法, 目前主要是基 于计算流体力学 (CFD ) 对泵内流场进行数值模拟, 得到流场信息 (速度场、压力场等) , 进而计算出泵的 扬程、功率、效率和流量之间的关系, 实现对水泵性 能的预测。然而, 由于计算软件功能的限制和流动的 异常复杂性, 如非定常、分离流动、漩涡流动等, 使得 在计算设计工况时过流部件的内部流场比较准确, 而计算全流量范围内的流场, 特别是小流量工况下 的流场误差则较大[1]。 因此, 本文采用损失模型法, 提出了一种基于基础流体力学理论的水泵预测及分
析方法, 充分利用水泵进出口速度三角形来描述流 体在叶轮流道内的流动, 并借助速度三角形分析计 算离心泵内的各种损失。 所提方法易于编程实现且 计算速度快, 为水泵产品的计算机辅助设计及优化 提供了理论基础和具体方法。
1 叶轮最佳进口直径的推导
决定叶轮内水力损失的主要参数是相对速度的
大小及其变化。在满足流量和压头的情况下, 减小进 口相对速度可以降低扩散损失和进口与出口相对速
Β2) ]1 2 Z 017
213 泄露量计算
度之比 R w = W 1 W 2。进出口相对速度的比值 R w 是 决定进口分离的主要宏观物理参量, 若 R w 过大可 能会导致进口处流动分离, 使流动恶化, 增加流动损 失。 因此, 合理地控制进口相对速度, 可有效地降低 冲击损失, 设计时应尽可能地减少进口相对速度 W 1。以此为设计准则, 通过对W 1= f ( r1) 求极值, 可
Β3 ——扩散管进口角 (由轴向测量得)
Z 1 ——导叶叶片数
CQ 3 ——扩散管或蜗壳喉部速度
21113 流动损失
流动损失包括扩散损失、扩散管进口冲击损失
和扩散管损失[1 ]。
(1) 扩散损失 因为在叶轮中不可避免地会出现流动分离。 当
进口相对速度和出口相对速度的比值 R w 大于 114
时, 速度水头将会产生一部分损失
(10) 式中 C t1 ——叶轮进口相对速度的切向分量
C 1 ——叶轮进口绝对速度 使用式 (7) 和式 (10) 计算冲击损失, 两式的计算
结果相对误差在 0118% 以内。从以上计算公式可以 看到, 进口冲击损失的计算不涉及任何经验系数, 仅 假设进口边为径向, 进口速度为轴向。若进口边是倾 斜的, 需适当调整进口角以使设计流量下的进口冲 击损失为最小。
得到使W 1 最小的最佳进口直径值。 叶轮叶片进口边有 3 种形式, 即进口边为径向、
轴向和倾斜布置, 分别如图 1~ 2 所示。 根据叶轮叶片进口速度三角形知, 进口相对速
度的一般表达式为
W=
(U
2 1
+
Cm2 ) 1
2=
[U
2 1
+
(Q
A ) 2 ]1 2
(1)
式中 U 1 ——进口圆周速度 Cm ——轴面速度 Q ——流量 A ——流道面积
(3) 若叶片进口边为倾斜, 如图 2 所示, L 为进
口 边 长 度。 此 时 有 U 1t = 2Πr1tN 60, Cm = Q A ′,
W 1t=
Cm2 +
U
。 2
1t
其中 A ′= 2Πr b r=
r21t+ r21h 2
b= ( r1t- r1h ) 2+ L 2 进口相对速度的表达式为 W 1t= { (2Πr1tN 60) 2+ [Q (2Πr b) ]2}1 2 (6) 此时情况比较复杂, 需用数学迭代法求得最佳 直径。 由于本文探讨的是几何参数对水泵整体性能 的影响趋势, 因此对此不作详细论述。
其中
S = (D 2- D 1) (2co sΒ2)
Y 1= B (ΠD 2 Z ) co sΒ2 [B + (ΠD 2 Z ) co sΒ2 ]
式中 C FS ——摩擦因数, 一般取值为 01005
B ——叶片高度 Z ——叶片数
Β2 ——叶片出口角 (由轴向测量得)
S ——叶片流道长度
(2) 扩散管或蜗壳表面摩擦损失
2007年4月
农业机械学报
第 38 卷 第 4 期
几何参数对水泵性能的影响3
张华娟 李 春
【摘要】 以降低叶轮进口冲击混合损失为目标, 对进口边为径向和轴向两种情况下的叶轮进口条件进行了优
化, 得到了相应的进口直径计算公式。基于流体力学理论, 充分利用水泵进出口速度分布等宏观物理参量描述流体
在叶轮流道内的流动, 借助速度三角形分析计算离心泵内的各种损失, 揭示了几何参数对水泵性能的影响趋势, 对
f
= lo ss4
0125 (W
2 1
-
2W
2 2
)
(2g )
(13)
(2) 扩散管进口冲击损失
流体离开叶轮的速度和进入蜗壳喉部的速度不
相匹配将导致扩散管进口冲击损失。 如果接近喉部
的速度比喉部速度大, 则速度水头的差值就会损 失[ 4 ]
f = loss5
018
(C
2 3
-
C
2 Q
3
)
(2g )
接近喉部的速度为
式中 CD F ——损失系数, 一般取 01005
Θ—— 流体密度 Ξ—— 角速度
(2) 回流损失
进口回流是指在叶轮进口处, 一部分靠近叶片
的流体在叶片边缘脱流而逆向流回进口, 从而造成
一部分损失, 进口直径相对较大的叶轮 (出现在高比
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