离心泵各种效率不同公式精度的比较

3
ηh = 1 + 01083 51 g
Q n
(9)
31 杰卡特公式
1976 年 , 杰卡特 ( W1 K1Jekat ) 提 出 水 力 效 率 公 式 , 2001 年新版泵手册[6 ]再次引用
ηh = 1 -
( Q/
018 UAg pm)
0125
=
1
-
[ Q/
014 ( l/ s) ]0125
%
(14)
式中 ηhs ———水力效率实测值 ; ηhj ———水力效率计算值 。
平均计算误差的计算值为
∑ δ =
| δ|
n
×100 %
(15)
容积效率 、机械效率的平均计算误差的计算与水力
效率计算方法相同 。
从表 4 中可以看出 , 笔者提出的离心泵水力效率公 式 (5) 与洛马金公式 (8) 、苏哈诺夫公式 (9) 以及杰 卡特公式 (10) 相比 , 在平均计算值和最大计算值方面 都小于其他公式 , 计算误差波动范围小 , 计算精度高。
1 24 50 2 975 8915 94 91 90 77 [ 10 ]
2 250 70 1 450 7713 99 9615 92 88 [ 10 ]
3 550 16 960 18713 9915 97 92 88 [ 10 ]
4 220 90 1 450 6011 9715 93 88 8115 [ 11 ]
(12)
100
61 关醒凡公式
关醒凡提出的机械效率公式[9 ]如下
ηm = 1 -
0107
ns 7/ 6
(13)
100
此公式是式 (12) 的简化形式 。
三 、计算结果与比较
下面举出离心泵实测的容积效率 、机械效率和水力 效率数据列于表 3 中 。
表 3 离心泵容积效率 、机械效率和水力效率数据
No Q/ (L/ s) H/ m n/ (r/ min) ns ηv ( %)ηm ( %)ηh ( %) η( %) 文献
(10) 41 丁成伟公式
1981 年 , 丁成伟提出泵的机械效率公式[7 ]如下
1பைடு நூலகம்ηm
=
1
+
970 n2s
(11)
51 沈阳水泵研究所公式
1983 年 , 沈阳水泵研究所 、中国农业机械化科学研 究院提出机械效率公式[8 ]为
ηm
=
1
+
1
15105
n7s/ 6
或者
ηm
=
1
+
1
0107
ns 7/ 6
=
0107
ns 100
- 1118
r = - 01999 887 06 式中 r ———相关系数 , 0 < | r| < 1 。
因为轴承 、轴封摩擦损失占机械损失中的比例比较
小 , 故用圆盘摩擦损失近似地代替机械损失 , 这样可以
得到估算机械效率的经验公式为
ηm = 1 - 0107
ns 100
关系曲线 , 查出对应关系值 , 如表 1 所示 。
表 1 圆盘摩擦损失
ns ΔPdf / P
20 0145
40 01205
74 0110
132 0105
200 0103
采用回归分析等方法 , 对上述这组数据分析和计
算 , 可以得到圆盘摩擦损失的经验公式如下
Δ Pdf
P
=
1514966
n
s
111758
ηh
= 1
+
1
2155
n 0s 17
≈1
-
2155
n0s 17
(5)
二 、现有各种效率公式
11 洛马金公式 洛马金提出的机械效率计算公式[4 ]为
1 ηim
=
1
+
820 n2s
(6)
洛马金计算容积效率公式[4 ]为
1 ηv
=1
+ 0168
n
s
2 3
(7)
洛马金水力效率计算公式[5 ]为
ηh = 1 -
积损失的大小用容积效率 ηv 来表示 。
容积效率是通过叶轮除掉泄漏之后的液体的功率和
通过叶轮液体功率之比 , 用公式表示为
ηv
=
ρgQt Ht ρgQ t
ρgq Ht
Ht
=
Q Qt
=
1
1 +
q
Q
式中 Qt ———泵的理论流量 , Qt = Q + q 容积损失可以用下式表示
q/ Q = 1 - 1/ ηv = f ( ns)
4 章力成主编. Flash MX 动画制作案例教程 [ M ] . 北京 :
北京科海电子出版社 , 2002
5 陈惜明 , 徐素芳 , 彭宏等. 《机构化学》多媒体课件的
开发与教学 [J ] . 淮北煤炭师范学院学报 , 2004 (4)
GM
(收稿日期 : 2005/ 06/ 15)
6 6 2005 年第 10 期 GM 通用机械
10 01125
44 0105
120 01025
200 01018
31 水力损失和水力效率 离心泵的水力损失 , 与泵过流部件几何形状 、壁面 表面粗糙度和液体黏度密切相关 。水力损失 , 包括叶轮 和压水室的沿程摩擦损失 、局部损失和旋涡损失等 。 水力损失的大小 , 可以用水力效率 ηh 来表示 。水 力效率就是离心泵经水力损失后的功率与未经水力损失 前的功率之比 。
研发与制造 GM
表 6 机械效率计算结果
ηm ( %)
No 式(3)
式(6)
式(11) 式(12) 式(13)
计算δ( %) 计算δ( %) 计算δ( %) 计算δ( %) 计算 δ( %)
1 92 1112 90171 0132 8912 1198 92162117892103 1113
2 9015 612 87193 8188 861031018591136513290154 6117
表 5 离心泵容积效率计算结果
ηv ( %)
No
式 (4)
实测
计算
δ( %)
式 (7) 计算 δ( %)
1
94
97108
3122
9617
2189
2
99
9618
2122
9614
2164
3
9915 98117
1133
97196
1154
4
9715
∑| δ|
∑| δ| / n
δMAX ( %)
96125
1128 8105 2101 3122
∑ ηh
=
γQ (
HT -
γQ HT
Δ H)
=
1
∑Δ H
1+ H
作者通过对国内外 33 台泵实测的或者换算的水力
效率 (或者水力损失) 数据进行分析计算 , 得到下列泵
内总水力损失的表达式[3 ] 。
∑Δ H
H
=
2155
n
s
016922
相关系数 r = 01702 867 47
通过整理后 , 可以得到离心泵水力效率计算公式为
根据文献 [1 ] , 列出容积损失与比转速 ns 的关系 , 如表 2 所示 。
通过分析和计算 , 圆整后得到如下容积效率计算公
研发与制造 GM
式
ηv
=
1
+
01028
1 ns 100
- 0165≈1 - 01028
ns 100
- 0165
(4) 表 2 容积损失与比转速 ns 的关系
ns ΔPv/ P
4
8713 0179 9011 2139 88153 4180 87165 5175
∑| δ|
5135
8116
15106
20192
∑| δ| / n
1134
2104
3177
5123
δMAX ( %)
1196
4144
4180
8197
计算误差δ采用式 (12) 计算
δ=
ηhs - ηhj ηhj
×100
参考文献
1 吴业正主编. 制冷原理及设备 [ M] . 西安 : 西安交通大
学出版社 , 1997
2 戴永庆主编. 溴化锂吸收式制冷技术及应用 [ M ] . 北
京 : 机械工业出版社 , 2000
3 付玲莉 , 杨印根. Flash 在动态模拟课件中的应用 [J ] .
Computer Era , 2002 (11)
(3) 软件制作上 , 为了便于学生理解 , 由于吸收式 制冷主要是工质对的相互作用 , 不同的工质对应该用不 同的颜色表示 , 同类工质状态 、温度 、浓度不同时也应 用不同颜色表示 , 但应该是同一色系 。
(4) 为方便自学 , 可运用 Flash MX 中的声频图标 , 将事先录制好的声音文件作为解说词导入 , 实现文件打 开时自动播放[5 ] 。
计算δ( %) 计算 δ( %) 计算 δ( %) 计算 δ( %)
1
89103 1108 8610 4144 85182 4164 81193 8197
2
9012 1196 9111 0195 88164 3160 88104 4131
3
9314 1152 92135 0138 90114 2102 90118 1189
由于泵内存在各种损失 , 可以分为机械损失 、容积 损失和水力损失 。
11 机械损失和机械效率 机械损失是指泵的轴封 、轴承及叶轮圆盘摩擦损失 所消耗的功率 。
设置成模块动画 , 各模块既可独立演示 , 又可综合作为 完整的循环演示 , 从而使整个系统达到既相对独立又相 互联系的目的 。
(2) 由于单个循环播放的时间很短 , 演示单个过程 所需时间更短 , 常常让人来不及反应就转瞬而过 , 因此 在循环中使用互动性按钮人为地控制教学进程 , 有针对 性地不断重复播放需要掌握的内容 , 让教师有足够的时 间讲解该过程 。
9517
1185 8192 2123 2189
从表 5 中可以看出 ,笔者提出的离心泵容积效率公 式 (4) 与洛马金公式 (7) 在平均计算值和最大计算值方面 大体相当 。
6 8 2005 年第 10 期 GM 通用机械
研发与设计 R&D Design
研发与设计 R&D Design
总的机械损失功率Δ Pm 为轴封和轴承摩擦损失功 率Δ Pz 与叶轮圆盘摩擦损失所消耗的功率Δ Pdf之和 。
Δ Pm =Δ Pz +Δ Pdf
机械损失的大小可以用机械效率 ηm 来表示
ηm =
P
-
Δ
P
Pm
=
1
-
Δ
Pm P
(2)
在文献 [1 ] 中列出了圆盘摩擦损失与转速之间的
3 9617 0134 9717 0124 97131 0132 96174012696163 0138
4 87121 6122 8114 12142781831512488175415787132 6111
- 1118
(3)
21 容积损失和容积效率
离心泵叶轮出口和入口的压差 , 使通过叶轮的一部
分液体从泵腔经叶轮密封环间隙向入口逆流 。这样 , 通
过叶轮的流量 Qt 并没有完全输送到泵的出口 , 其中泄 漏量 q 这部分液体将从叶轮中获得的能量消耗于泄漏的
流动过程中 。所以 , 容积损失的实质也是能量损失 。容
七 、结束语
利用 Flash MX 开发的吸收式制冷 CAI 软件 , 将制 冷系统内部工质对 “动态”循环复杂抽象的热质传递过
程 , 以动画的形式表现 , 用 “动态”的动画演示 “动 态”的制冷过程 , 解决了困扰师生多年的吸收式制冷的 “教”、“学”难点 。利用计算机多媒体技术演示各学科 中“流动”、“运动”等动态过程 , 能更加形象 、直观 、 有效地描述事物运动的本来面目 , 省时省力 , 事半功 倍。
注 : 表中 No12～No14 均为双吸泵 。
采用不同作者的公式 , 通过实例计算离心泵的水力 效率 、容积效率和机械效率 , 将计算结果及其误差分别 列于表 4 , 表 5 和表 6 中 。
研发与设计 R&D Design
表 4 水力效率计算结果
ηh ( %)
No
公式 (5) 公式 (8) 公式 (9) 公式 (10)
0142 (1g D1 ПР- 01172) 2
(8)
式中 D1 ПР———叶轮入口折引直径 , 用下列公式计算
3
D1 ПР= 4 ×103·
Q n
( mm)
GM 通用机械 2005 年第 10 期 6 7
GM 研发与制造
21 苏哈诺夫公式
1938 年 , 苏哈诺夫 (CУXAHOB) 提出水力效率公 式为
一 、泵内各种损失和泵的效率
离心泵效率是泵功能重要参数之一 , 也是判断泵装 置节能唯一的标准参数 。提高泵的效率 , 始终是泵类设 计师追求的目标 。
离心泵效率是泵的有效功率 Pe 和轴功率 P 比值 , 用公式表示为
η= Pe/ P = ηhηvηm
(1)
式中 , ηh 、ηv 、ηm , 分别为水力效率 、容积效率和机 械效率 。
GM 研发与制造
研发与设计 R&D Design
离心泵各种效率不同公式精度的比较
石家庄杂质泵研究 (河北 050011) 何希杰 贵州铝厂热电厂 (贵州 550014) 杨启奎
【摘 要】 详细研究了离心泵内各种损失 , 提出了离心泵容积效率 、机械效率和水力效率公式 , 通过 实测例子计算 , 并与国内外现有各种效率公式进行比较 , 提出的公式计算精度高于所有的现有公式 。 【关键词】 离心泵 各种效率 公式 计算精度 比较