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1、流体机械年月离心泵叶轮切割对性能的影响上海交通大学顾建明陆明琦,摘要对离心泵叶轮切割后泵内液体在流动中所产生的变化作了深入的探讨并、,。从中找出了切割量与扬程流量的关系而且用实例作了验证关键词离心泵叶轮性能,。们知道间隙的大小直接影响到泵的效率前言,,其主要原因就是在蜗舌附近紧贴叶轮外径,,。泵的制造厂家常常通过对叶轮进行切割一侧有一层厚的流体滞留在蜗壳中这一,,。,来满足不同的用户以扩大泵的使用性能范部分流体消耗了功造成了损失间隙越大。,,。围但是泵叶轮切割后的性能预测常常不能损失也就越大从而使
2、效率下降反应在数量。,,,。令人满意即使是常用的切割定律也是如此上就是流量减小导致有效功率降低因,,这是因为叶轮切割后同原叶轮不存在相似关此叶轮切割后引起流量减小的直接原因是。,,,系然而用切割叶轮方法来增加泵的规格使叶轮与蜗壳之间的间隙增大了△导致滞。扩大泵的使用场合又常常是一种十分有效的手留在蜗壳中的流体量增加了基于这一损失模。,,段因此国内外水泵研究设计人员对泵叶轮型我们就可以从中导出叶轮切割后流量的预,。切割后的性能预测作了很多试验提出了不同测公式〔’一’,,形式的性能预测公式但基本上都没
3、有理,论推导有的精度很差有的与实际数据出人,。较大而且大多是以统计规律为依据所以对泵叶轮切割后的性能预测仍有进一步探讨的必。要叶轮切割对流盘的影响流量损失模型,当叶轮转速不变时泵的流量主要跟流体图叶轮切割前后叶轮与蜗壳之间的间隙。在叶轮进口处的几何参数有关只要叶轮的进、,口直径叶片进口安装角一定泵的流量就基叶轮切割后流量的预公式。,口半径处蜗壳的宽度为本确定这时即使把叶轮的外径车小当切割设叶轮切割前出,,,△,量并不很大时从理论上来说叶轮出口处的假定叶轮切割后在切割量范围内存在。,,流量并不会有明
4、显的改变然而叶轮切割后一个等宽度的蜗壳如图这个假定在,,。,的测试数据表明泵的流量确实有了明显的减切割量不大时不致引起较大的误差因此。△,小只要仔细观察叶轮切割前后与蜗壳之间的当流体流出切割后的叶轮外径进人时,。关系就不难发现其中的原因流体的轨迹外廓线在理论上来说是一根对数螺,如图所示叶轮切割前叶轮与蜗壳之间的线其表达式为极坐标形式,,,“,‘,间隙为当叶轮切割后切割量为△这△。时叶轮与蜗壳之间的间隙增大到我式中流体出口绝对液流角—第卷第期流体机械,,入二对一般泵来说且流体出。“。口绝对液流角一般
5、为作为估,。。,算我们暂取,,,因而上式还可以简化为’一叶轮切割对扬程的影响常规预估式的误差,我们知道扬程的表达式为祖口。一刀式中叮水力效率—环流系数—从叶轮的出口速度三角形见图得一只,刀一甲’,图切割量范围内存在的一个等宽度蜗壳切割后叶轮外径—所对应的圆心角—,。图叶轮的出口速度三角形。,,二所以扬程的表达式可以改写为,二,当时,即二一,‘。‘刀竺,,、这说明由于叶轮切割△后使得又有一部分由于水力效率主要跟流体的摩擦损失冲,,在以为圆心角的圆弧上流出的液流滞留在击损失和二次流损失有关因而叶轮外径
6、切割。,,。蜗壳内这部分滞留的液流在数量上和泵切后对水力效率影响不大一般叶轮的叶片进。,,“。,割后减少的流量相当同时由于切割前原来出口安装角刀的差在左右因而当切,。,,。存在的间隙占使得原有一部分在以,为圆割量△不大时刀的变化也不大由此可,。心角的圆弧上流出的液流滞留在蜗壳内得在叶轮切割后扬程的变化关系,因而实际流出液流弧段所对应的圆心角为卫二述二了卫三、卫二、甘夕产、。,,一,一叭所以泵在切割前后流量的改变可以用流出液流弧段所对应的圆心角的变化来,,刀。式中二表示即‘。,口二一刃二一,由于上面
7、的表达式较复杂使用起来很不一。。尺二一,〕方便而人们对性能预估表达式的一般要求、、。是形式简洁使用方便误差较小因此必。。上式就是叶轮切割后流量的预测公式考虑到须通过分析把它作简化处理一,,刀泵舌安放角泵舌偏离蜗壳截面的角度我们知道叶轮切割后则流体机械年月,。。、,对环流系数来说在扬程在数量上和叶轮外径的平方成比例使得,’。。的公式中都有扬程的预估量往往偏大,,对来说由第节的分析知叶轮出扬程预估量的修正,,,口的流量没有变化但叶轮出口面积减小了从上面的分析知叶轮切割后扬程实际值因而,且。由此可得和预
8、估量差一个系数。但由于的表达式‘,、。一较复杂而且涉及到的矶矶等参数是设,,因此叶轮外径切割前后的扬程在数量上计时的中间数据而不是常用的性能参数或叶,。满足下述关系轮的几何参数因而使用起来很不方便考虑,,一’到在中和流量有关的几在分子上和。入灯。牛一“粤粤、。,扬程有关的几在分母上因而在数量,。’’上跟比转数有可比性我们考虑用比转数。式中。来对扬程预估量进行修正,,这说明通常人们认为叶轮外径切割前后同时在表达式中有表型离心泵叶轮切割的主要数据型号比转数、外径流量口公匕扬程·。。实测
