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1、第23卷第3期江苏大学学报(自然科学版)Vol.23No.32002年5月JournalofJiangsuUniversity(NaturalScience)May2002进口条件对组合叶轮性能的影响袁建平,何志霞,袁寿其,杨敬江(江苏大学流体机械工程中心,江苏镇江212013)[摘要]随着水泵的高速化,离心水泵空蚀问题的研究越来越重要1离心泵进口加装诱导轮形成组合叶轮是提高离心泵空蚀性能的有效手段之一,而目前诱导轮对泵性能的影响机理仍不是很清楚,且设计原则也不完善1本文对带有诱导轮的离心水泵的性能进行了实验研究1实验中采用直观的表面油膜法记录和定性地描述诱导轮表面的流动情况1通
2、过对具有两种不同结构的进水管的组合叶轮进行性能实验研究发现,改变组合叶轮泵的进口结构,可以有效地改善诱导轮内部的流动情况和泵的外部特性1[关键词]泵;诱导轮;进水管;实验;表面油膜法[中图分类号]TH311[文献标识码]A[文章编号]1671-7775(2002)03-0063-04离心泵进口加装诱导轮是用来提高泵的空蚀路的几何形状来改变,相应的流动的一些微观现性能的1自从1893年人们认识到空蚀现象及其象会得到改善1作者也就诱导轮的叶片进口流动导致的破坏以来,便一直进行着不懈的努力,探索条件对诱导轮内部流场以及组合叶轮外特性的影避免在泵等透平机械内发生空蚀的有效方法1而响进行了
3、实验研究1在离心泵主叶轮前加装诱导轮就是其中的方法之一,这可使空蚀比转速达到3000以上1这样,由1实验装置和实验用泵诱导轮和离心轮串联组成组合叶轮1诱导轮自身的空蚀性能是由诱导轮的进口几此实验,所用实验台为开式B级实验台1流何形状和流动条件共同决定的1在诱导轮的设计量由电磁流量计测得1进出口压力分别由两个压中,最主要的考虑是诱导轮的进口叶片安放角要力传感器获得后,输入计算机进行数据处理1与进口液流角相协调,然而在二者相互关系的协实验用泵为IS65-50-160清水离心泵,进调中,以往的设计总是由叶片进口液流角决定叶口直径65mm,出口直径50mm,叶轮外径3片安放角,也就是说,
4、诱导轮的水力设计是被动160mm1泵设计流量25m/h,扬程32m,转速[1]的1刘高联院士最近提出了一种来流振荡模型2900r/min,设计效率65%,设计空蚀余量2m,进行多工况点反命题设计1另外,日本的一些研比转速661[2-5]究表明,进口流动条件可以通过改进进口管实验用的诱导轮参数见表11表1实验用诱导轮的参数Tab.1Parametersoftheexperimentedinducer诱导轮外径进口叶片安放角出口叶片安放角叶栅稠密度流量导数叶片数轮毂比轴向长度参数Dt/mmβ1/(°)β2/(°)τ5、采用表面油膜法记录诱导轮内部[6]从而研究表面附近流动状态的一种显示方法1的流动,表面油膜法就是在过流部件表面涂上油油膜显示法的优点是:适用的流速范围广,不性涂料,进而观察流体流过涂料时所留下的痕迹,干扰流动,并可获得物体表面的全部情况,尤其对[收稿日期]2001-12-03[基金项目]江苏大学金州基金资助项目[作者简介]袁建平(1970-),男,江苏金坛人,江苏大学助理研究员,博士生164江苏大学学报(自然科学版)第23卷于三元拐角区的流动图形研究具有独特之处,这图3是改进后的进水管1诱导轮通过自身的是因为这些区域内几乎无法采用其他的无扰动实螺纹直接连接在泵轴上,在运转中处于自
6、锁状态,验方法1如果在流场内存在着物体表面的分离区但是考虑停机时水流的反向冲击力会使诱导轮松时,该方法还能观察到分离线和附着线1油膜显动甚至脱落,所以在其间加一个止动垫片1示技术的局限性在于:只能进行定性的流动观察,在油膜分析时,为了清晰地显现流动情况,在对于不稳定流动的图形不能进行正确显示,并且摄影记录流动情况的同时,对显示诱导轮流动状只能显示固体壁面的流向,不能显示空间流动的态的油膜应用拓印的方法进行记录分析1情况1依据过流表面液流速度由大到小的顺序,分别选用印刷油墨;液体石蜡、碳黑和油酸以15∶5∶2的重量比调匀的混合物;二硫化钼、机油与油墨以3∶3∶1的体积比调匀的混合物
7、1由于诱导轮的铸造材料为不锈钢,为了对比明显,首先在诱导轮的叶片表面喷上白色瓷漆,瓷漆的厚度要合适,必须保证表面有较低的表面粗糙度,更不能有纹状痕迹1可以每次喷洒少量,等瓷漆干后再继续喷第二遍以及第三遍,然后涂油图3改进后的进水管膜,如图1所示1Fig.3Improvedinletpipe3实验结果311普通进水管3实验得到的泵外特性为:流量Q=24.91m/h,扬程H=31.89m,效率η=64.53%,空蚀余量为NPSHr=1.82m1实验得的性能曲线见图41图1表面油膜Fi
