题目：离心泵叶轮切割的性能研究

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题目：离心泵叶轮切割的性能研究

【摘要】在泵生产及应用过程中,人们经常遇到的问题是,泵的性能参数、设计要求及使用要求或多或少地存在偏差,这就要求通过最少的工作量或改变最少的零件,使泵的性能参数 得到校正,以期满足人们对其性能的各种要求。讨论离心泵叶轮切割后,效率的变化规律。对泵的设计与应用有较大的实际指导意义。

【关键词】；离心泵 叶轮切割 性能

1.研究现状

   泵的制造厂家常常通过对叶轮进行切割,来满足不同的用户,以扩大泵的使用性能范围。但是,泵叶轮切割后的性能预测常常不能令人满意。即使是常用的切割定律也是如此,这是因为叶轮切割后同原叶轮不存在相似关系。然而,用切割叶轮方法来增加泵的规格,扩大泵的使用场合又常常是一种十分有效的手段。因此,国内外水泵研究设计人员对泵叶轮切割后的性能预测作了很多试验,提出了不同形式的性能预测公式,但基本上都没有理论推导;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。

2.研究方法

   同一台离心泵在转速一定的条件下，叶轮外径的大小将直接影响泵的性能参数。叶轮直径大则泵的流量大、扬程高、轴功率大；叶轮外径小则流量小、扬程低、轴功 率小。采用本文所述方法将可一次找准原型泵与切割叶轮外径后的性能参数对应工况点参数点，以便实施叶轮外径的切割，满足用户所需性能参数的要求。

叶轮切割后,泵在最佳工况时的比转数通常都比带原始叶轮泵的值要大。带切割叶轮泵的扬程和功率特性曲线要比带原始叶轮泵低。可以采用不同的方法对它们进行换算。

   泵的叶轮切割在设计中用来扩大泵的使用范围, 在实际使用中常为了满足外界实际性能需要, 对泵进行的一次性调节, 以满足实际使用要求。泵叶轮切割后的性能的计算，通常用大家所熟知的切割定律式来计算。

   切割定律的其他应用：通过切割叶轮 ,使同一型号的泵具有多种性能参数 ,以满足不同要求。由于通过切割叶轮来改变泵性能参数十分方便 ,所以 ,这种方法在实际工作可以得到广泛应用。2) 在电网下 ,使用原电网下设计的泵时 ,如要保证性能参数不变 ,也可以通过叶轮切割 ,满足设计耍求。3) 设计的新型泵 ,扬程参数高出设计要求 ,可利用切割叶轮外径达到要求。

　   叶轮的切割方式切割叶轮有两种方式,一是只车去叶轮叶片末端,保留前后盖板,二是叶片与盖板一起车掉。通过试验表明,低比转速离心泵只车叶片,保留前后盖板因导流情况好 ,故扬程较高,但圆盘靡擦损耗大,其效率要比连同盖板一起车掉的低 一些盖板连同叶片一起车掉时,扬程低,而效率较高 (只与车小叶片相比)。中高比转速离心泵在车削叶轮时,叶片连同前后盖板一起车掉较合理 对于 比转速300 一 500的混流泵而言,则必须采用把叶轮前后盖板车成不同直径,即斜切叶轮的方法,.使前后盖板流线长度差减小,来消除流量、扬程曲线的驼峰。对于斜流泵,当切割量通常采用与出口边平行的斜切方式

   锉削的方法有两种：一种为上锉 ,即锉削叶片工作面，另一种为下锉 ,即锉削叶片背面。一般来说,锉削叶片工作面只是恢复了原来的叶片出口安放角 ,对泵的性能并无大的影响,通常可以忽略不计。而锉削叶片背面则可使叶片间距增大,增大了叶轮的有效出口面积,随之叶轮的出口速度降低 ,水力损失减小,使得泵的性能曲线变得较为平坦。对于锉削范围 ,卡拉西克提出了锉削长度值。由于镗模上定位板与工件一起回转，所以镗模的回转误差可以不考虑又以孔为定位基准与设计基准重合。同时，由高精度的工作台定位板与镗床工作台连接，所以大大提高了原有机床工作台的精度。镗模的特点,采用导向键精确回转定位，且工件实现一面两孔定位满足工件精度要求，操作方便，制造简单可靠尺寸大小有变化时，仅重新设计制作工件定位板-一个零件即可满足定位加工需要。

   随着计算流体力学和计算机技术的迅速发展，离心泵的设计和优化已经从以往单一的试验手段发展到了与计算机仿真技术相结合的时代 这样一方面可以节约大量的试验成本， 另一方面可以更为直观地看到单纯试验所看不到的离心泵内部流动状况和特点。通过计算机可以更加好的研究叶轮切割。模拟叶轮切割后,泵在最佳工况时的比转数通常都比带原始叶轮泵的值要大。带切割叶轮泵的扬程和功率特性曲线要比带原始叶轮泵低。可以采用不同的方法对它们进行换算。叶轮切割后,泵在最佳工况时的比转数通常都比带原始叶轮泵的值要大。带切割叶轮泵的扬程和功率特性曲线要比带原始叶轮泵低。可以采用不 同的方法对它们进行换算。

3.存在的问题

   叶轮切割后，口环两侧的压力差降低使得通过口环两侧的液体泄漏量减少，容积效率得到提高 圆盘摩擦损失是机械损失的主要部分，而圆盘摩擦损失随着叶轮直径的减小而减小 所 以，当切割量较小时，容积效率和机械效率升高的程度大于水力效率降低的程度，因此泵的总效率突然升高; 随着切割量的增加，叶轮和隔舌间隔处的流动混合以及蜗壳侧壁的摩擦损失逐渐变大，导致水力效率的降低逐渐大于容积效率和机械效率的升高，从而使效率下降; 叶轮直径的切割量越大，叶轮控制流体流动的能力下降越明显，流道表面摩擦水力损失越大，导致水力效率急剧下降，使得泵的效率大幅度下降。叶轮切割后, 破坏了原来的平衡, 所以切割后,必须重新做静平衡试验或动平衡试验, 否则会引起泵的振动和噪声。

4.总结

目前的研究并没有给出准确的计算公式，大部分都是根据模型试验，经验所得，不能完整的描述切割问题。能够准确的得到计算公式是十分必要的，能大幅度应用实践的工程水平，解决实践问题。

参考文献

1.沈阳水泵研究所,中国农业机械化科学研究院. 叶片泵设

计手册. 北京:机械工业出版社,1986

2.重庆大学流体力学教研室. 泵与风机.北京: 电力工业出

版社, 1980

3.水泵及水泵站.北京:中国建筑工业出版社,1980

4.北京水泵厂.离心泵. 北京:机械工业出版社, 1976

5.离心泵设计基础 机械工业出版社

6.离心泵与轴流泵 机械工业出版社

能动学院 流体机械及工程 122080704022 朱旭