何銘+++翟國(guó)富+++路明

摘 要：通過對(duì)低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵的設(shè)計(jì)研究，闡述了在設(shè)計(jì)低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵時(shí)應(yīng)注意的問題和提高效率的方法，為設(shè)計(jì)及選型提供一些參考。

關(guān)鍵詞：低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵；泄漏量；效率；平衡機(jī)構(gòu)；汽蝕余量

前言

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)流量12m3/h，揚(yáng)程600m的工況可以選用流量12m3/h單級(jí)揚(yáng)程50m的12級(jí)多級(jí)離心泵。但現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的多級(jí)離心泵級(jí)數(shù)一般不超過12級(jí)，當(dāng)流量12m3/h揚(yáng)程600m以上時(shí)，此工況多選用高速切線泵。高速切線泵需要配備增速齒輪箱，在維護(hù)方面比多級(jí)離心泵復(fù)雜，維護(hù)成本較高；而且切線泵的曲線平坦，如果工況要求泵從額定點(diǎn)至關(guān)死點(diǎn)為連續(xù)上升的曲線時(shí)，則無(wú)法滿足工況要求。這時(shí)選用流量12m3/h單級(jí)揚(yáng)程80m的8級(jí)多級(jí)離心泵則可以滿足工況要求。該泵設(shè)計(jì)為12級(jí)時(shí)揚(yáng)程可以達(dá)到960m。與高速切線泵相比，效率較高，維護(hù)簡(jiǎn)單方便，維護(hù)成本較低。

1 設(shè)計(jì)目的

作者公司生產(chǎn)的一種低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵，流量12m3/h，單級(jí)揚(yáng)程80m，葉輪外徑Φ258mm，葉輪出口寬度4mm，葉片數(shù)為6枚。由于葉輪出口寬度較小，外徑較大，鑄造時(shí)葉輪毛坯的合格率比較低。我廠決定重新設(shè)計(jì)該泵，以提高毛坯合格率。

2 設(shè)計(jì)思路

該泵的參數(shù)為12m3/h，單級(jí)揚(yáng)程80m，按此參數(shù)計(jì)算該泵的比轉(zhuǎn)速為23.2。按照8級(jí)設(shè)計(jì)，平衡機(jī)構(gòu)分別采用單平衡鼓和平衡盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中采用平衡盤時(shí)，平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量為6～7m3/h；采用平衡鼓時(shí)，泄漏量為9m3/h。按照此泄漏量，葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)流量為12m3/h，則無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)要求。為了達(dá)到參數(shù)要求，葉輪和導(dǎo)葉應(yīng)該按照“泵設(shè)計(jì)流量+平衡機(jī)構(gòu)泄漏量”進(jìn)行設(shè)計(jì)。平衡機(jī)構(gòu)泄漏量為6～9m3/h，葉輪和導(dǎo)葉應(yīng)按照18～21m3/h設(shè)計(jì)，該泵平衡機(jī)構(gòu)泄漏量與泵流量比■為50%～75%。而一般流量較大，比轉(zhuǎn)速為70～110的多級(jí)離心泵的■只為4%～10%左右。比轉(zhuǎn)速越低，級(jí)數(shù)越多，則■越大。這正是低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵效率偏低的主要原因。

3 試驗(yàn)結(jié)果

該泵按照8級(jí)試制生產(chǎn)了兩臺(tái)，采用單平衡鼓結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)時(shí)的效率為21%，兩臺(tái)泵效率基本一致。為了驗(yàn)證我計(jì)算的平衡機(jī)構(gòu)泄漏量是否正確，將葉輪輪轂處尺寸做適當(dāng)修改后，安裝在單級(jí)離心泵的泵體上進(jìn)行性能試驗(yàn)。結(jié)果葉輪在單級(jí)泵上的效率達(dá)到42%。由于兩臺(tái)泵的吐出渦室喉部面積有所差別，不能對(duì)流量和揚(yáng)程進(jìn)行比較，只能對(duì)最高效率進(jìn)行簡(jiǎn)單比較。如不考慮渦殼與導(dǎo)葉的效率差別及其它因素的影響，該泵平衡機(jī)構(gòu)的容積效率應(yīng)按照“多級(jí)泵效率÷單機(jī)泵效率=多級(jí)泵平衡機(jī)構(gòu)的容積效率”計(jì)算，經(jīng)計(jì)算平衡機(jī)構(gòu)的容積效率只有50%。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 減少平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量提高泵效率。由“多級(jí)離心泵平衡機(jī)構(gòu)泄漏量統(tǒng)計(jì)表”可以看出，泵流量較大時(shí)泄漏量對(duì)效率影響較小，但流量12m3/h，泄漏量6m3/h，■就達(dá)到了50%。如果平衡機(jī)構(gòu)泄漏量減少1.2m3/h，■就可以減少10%。所以減小平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量對(duì)提高低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵的效率非常明顯。在平衡機(jī)構(gòu)中平衡鼓的泄漏量最大，平衡盤次之，雙平衡鼓和平衡盤聯(lián)合結(jié)構(gòu)的泄漏量最小。與平衡盤結(jié)構(gòu)相比，雙平衡鼓和平衡盤聯(lián)合結(jié)構(gòu)不但泄漏量小，裝配時(shí)的拉量比平衡盤的拉量大，在泵運(yùn)行期間不易發(fā)生平衡盤端面磨損；而且拉量的裝配誤差對(duì)泄漏量和軸向力的影響較小，不易產(chǎn)生推力軸承過熱等問題。

4.2 在設(shè)計(jì)時(shí)，葉輪和導(dǎo)葉按照“泵設(shè)計(jì)流量+平衡機(jī)構(gòu)泄漏量=葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)流量”進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般此類泵平衡機(jī)構(gòu)泄漏量在6m3/h左右，揚(yáng)程越高泄漏量越大?？上劝凑赵O(shè)計(jì)流量增加6m3/h進(jìn)行葉輪、導(dǎo)葉和平衡機(jī)構(gòu)的計(jì)算，再根據(jù)得出的平衡機(jī)構(gòu)進(jìn)行泄漏量的計(jì)算。得出泄漏量后與先前設(shè)計(jì)時(shí)曾加的泄漏量比較。如果不同，根據(jù)計(jì)算得出的泄漏量加上泵的設(shè)計(jì)流量重新設(shè)計(jì)葉輪和導(dǎo)葉，確定平衡機(jī)構(gòu)，再次計(jì)算泄漏量，直到“泵設(shè)計(jì)流量+平衡機(jī)構(gòu)泄漏量=葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)流量”為止。

4.3 泵的效率會(huì)隨級(jí)數(shù)增加而降低。由平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量計(jì)算公式可以看出，泄漏量q與平衡機(jī)構(gòu)的前后壓力差有關(guān)，與泵的流量大小無(wú)關(guān)。泄漏量q與■成正比，平衡機(jī)構(gòu)前后壓差 隨泵的揚(yáng)程的升高而增加，所以揚(yáng)程越高，泄漏量越大。由此得出，低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵的效率會(huì)隨著級(jí)數(shù)的增加而有所降低。選型時(shí)泵級(jí)數(shù)較多，應(yīng)該適當(dāng)?shù)丶哟箅姍C(jī)的配帶功率。

平衡鼓泄漏量q=3600？滋F■

？滋-泄漏系數(shù)，其大小與平衡鼓結(jié)構(gòu)間隙有關(guān)。

F-泄漏間隙，單位為m2。

？駐p-平衡鼓前后壓力差，單位為MPa。

？籽-介質(zhì)密度，kg/m3。

4.4 此類泵在小流量運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意汽蝕問題。在小流量運(yùn)行時(shí)泵的容積效率很低，大部分的泵送介質(zhì)會(huì)經(jīng)平衡回水管回流到首級(jí)葉輪的入口，泵送介質(zhì)的溫升會(huì)較大。該泵試驗(yàn)時(shí)，泵運(yùn)行在5m3/h，使用溫度計(jì)測(cè)量平衡回水管的溫升達(dá)到10℃。由此可以看出，此類型泵在輸送氣化壓力對(duì)溫升比較敏感的介質(zhì)時(shí)，應(yīng)該注意泵的汽蝕余量能否滿足工況要求。介質(zhì)溫度升高，氣化壓力也升高，泵容易發(fā)生汽蝕。在實(shí)際應(yīng)用中一些將鍋爐給水泵平衡機(jī)構(gòu)回水管接到除氧器上，而非接到泵的吸入段上，就是為了將已經(jīng)溫升的鍋爐水引到別處，以降低泵的必需汽蝕余量。

5 結(jié)束語(yǔ)

此次我廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)的低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵DY12-80bX8已經(jīng)在用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試完畢，裝置已經(jīng)投產(chǎn)。自從開車以來用戶反饋運(yùn)轉(zhuǎn)良好，暫無(wú)售后服務(wù)記錄。由此可見，該泵可以推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1]沈陽(yáng)水泵研究所，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.葉片泵設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983.

[2]關(guān)醒凡.現(xiàn)代泵理論與設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)宇航出版社，2011.

作者簡(jiǎn)介：何銘（1984-），男，遼寧沈陽(yáng)人，畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，助理工程師，主要從事離心泵設(shè)計(jì)工作。endprint

摘 要：通過對(duì)低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵的設(shè)計(jì)研究，闡述了在設(shè)計(jì)低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵時(shí)應(yīng)注意的問題和提高效率的方法，為設(shè)計(jì)及選型提供一些參考。

關(guān)鍵詞：低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵；泄漏量；效率；平衡機(jī)構(gòu)；汽蝕余量

前言

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)流量12m3/h，揚(yáng)程600m的工況可以選用流量12m3/h單級(jí)揚(yáng)程50m的12級(jí)多級(jí)離心泵。但現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的多級(jí)離心泵級(jí)數(shù)一般不超過12級(jí)，當(dāng)流量12m3/h揚(yáng)程600m以上時(shí)，此工況多選用高速切線泵。高速切線泵需要配備增速齒輪箱，在維護(hù)方面比多級(jí)離心泵復(fù)雜，維護(hù)成本較高；而且切線泵的曲線平坦，如果工況要求泵從額定點(diǎn)至關(guān)死點(diǎn)為連續(xù)上升的曲線時(shí)，則無(wú)法滿足工況要求。這時(shí)選用流量12m3/h單級(jí)揚(yáng)程80m的8級(jí)多級(jí)離心泵則可以滿足工況要求。該泵設(shè)計(jì)為12級(jí)時(shí)揚(yáng)程可以達(dá)到960m。與高速切線泵相比，效率較高，維護(hù)簡(jiǎn)單方便，維護(hù)成本較低。

1 設(shè)計(jì)目的

作者公司生產(chǎn)的一種低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵，流量12m3/h，單級(jí)揚(yáng)程80m，葉輪外徑Φ258mm，葉輪出口寬度4mm，葉片數(shù)為6枚。由于葉輪出口寬度較小，外徑較大，鑄造時(shí)葉輪毛坯的合格率比較低。我廠決定重新設(shè)計(jì)該泵，以提高毛坯合格率。

2 設(shè)計(jì)思路

該泵的參數(shù)為12m3/h，單級(jí)揚(yáng)程80m，按此參數(shù)計(jì)算該泵的比轉(zhuǎn)速為23.2。按照8級(jí)設(shè)計(jì)，平衡機(jī)構(gòu)分別采用單平衡鼓和平衡盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中采用平衡盤時(shí)，平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量為6～7m3/h；采用平衡鼓時(shí)，泄漏量為9m3/h。按照此泄漏量，葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)流量為12m3/h，則無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)要求。為了達(dá)到參數(shù)要求，葉輪和導(dǎo)葉應(yīng)該按照“泵設(shè)計(jì)流量+平衡機(jī)構(gòu)泄漏量”進(jìn)行設(shè)計(jì)。平衡機(jī)構(gòu)泄漏量為6～9m3/h，葉輪和導(dǎo)葉應(yīng)按照18～21m3/h設(shè)計(jì)，該泵平衡機(jī)構(gòu)泄漏量與泵流量比■為50%～75%。而一般流量較大，比轉(zhuǎn)速為70～110的多級(jí)離心泵的■只為4%～10%左右。比轉(zhuǎn)速越低，級(jí)數(shù)越多，則■越大。這正是低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵效率偏低的主要原因。

3 試驗(yàn)結(jié)果

該泵按照8級(jí)試制生產(chǎn)了兩臺(tái)，采用單平衡鼓結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)時(shí)的效率為21%，兩臺(tái)泵效率基本一致。為了驗(yàn)證我計(jì)算的平衡機(jī)構(gòu)泄漏量是否正確，將葉輪輪轂處尺寸做適當(dāng)修改后，安裝在單級(jí)離心泵的泵體上進(jìn)行性能試驗(yàn)。結(jié)果葉輪在單級(jí)泵上的效率達(dá)到42%。由于兩臺(tái)泵的吐出渦室喉部面積有所差別，不能對(duì)流量和揚(yáng)程進(jìn)行比較，只能對(duì)最高效率進(jìn)行簡(jiǎn)單比較。如不考慮渦殼與導(dǎo)葉的效率差別及其它因素的影響，該泵平衡機(jī)構(gòu)的容積效率應(yīng)按照“多級(jí)泵效率÷單機(jī)泵效率=多級(jí)泵平衡機(jī)構(gòu)的容積效率”計(jì)算，經(jīng)計(jì)算平衡機(jī)構(gòu)的容積效率只有50%。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 減少平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量提高泵效率。由“多級(jí)離心泵平衡機(jī)構(gòu)泄漏量統(tǒng)計(jì)表”可以看出，泵流量較大時(shí)泄漏量對(duì)效率影響較小，但流量12m3/h，泄漏量6m3/h，■就達(dá)到了50%。如果平衡機(jī)構(gòu)泄漏量減少1.2m3/h，■就可以減少10%。所以減小平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量對(duì)提高低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵的效率非常明顯。在平衡機(jī)構(gòu)中平衡鼓的泄漏量最大，平衡盤次之，雙平衡鼓和平衡盤聯(lián)合結(jié)構(gòu)的泄漏量最小。與平衡盤結(jié)構(gòu)相比，雙平衡鼓和平衡盤聯(lián)合結(jié)構(gòu)不但泄漏量小，裝配時(shí)的拉量比平衡盤的拉量大，在泵運(yùn)行期間不易發(fā)生平衡盤端面磨損；而且拉量的裝配誤差對(duì)泄漏量和軸向力的影響較小，不易產(chǎn)生推力軸承過熱等問題。

4.2 在設(shè)計(jì)時(shí)，葉輪和導(dǎo)葉按照“泵設(shè)計(jì)流量+平衡機(jī)構(gòu)泄漏量=葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)流量”進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般此類泵平衡機(jī)構(gòu)泄漏量在6m3/h左右，揚(yáng)程越高泄漏量越大。可先按照設(shè)計(jì)流量增加6m3/h進(jìn)行葉輪、導(dǎo)葉和平衡機(jī)構(gòu)的計(jì)算，再根據(jù)得出的平衡機(jī)構(gòu)進(jìn)行泄漏量的計(jì)算。得出泄漏量后與先前設(shè)計(jì)時(shí)曾加的泄漏量比較。如果不同，根據(jù)計(jì)算得出的泄漏量加上泵的設(shè)計(jì)流量重新設(shè)計(jì)葉輪和導(dǎo)葉，確定平衡機(jī)構(gòu)，再次計(jì)算泄漏量，直到“泵設(shè)計(jì)流量+平衡機(jī)構(gòu)泄漏量=葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)流量”為止。

4.3 泵的效率會(huì)隨級(jí)數(shù)增加而降低。由平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量計(jì)算公式可以看出，泄漏量q與平衡機(jī)構(gòu)的前后壓力差有關(guān)，與泵的流量大小無(wú)關(guān)。泄漏量q與■成正比，平衡機(jī)構(gòu)前后壓差 隨泵的揚(yáng)程的升高而增加，所以揚(yáng)程越高，泄漏量越大。由此得出，低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵的效率會(huì)隨著級(jí)數(shù)的增加而有所降低。選型時(shí)泵級(jí)數(shù)較多，應(yīng)該適當(dāng)?shù)丶哟箅姍C(jī)的配帶功率。

平衡鼓泄漏量q=3600？滋F■

？滋-泄漏系數(shù)，其大小與平衡鼓結(jié)構(gòu)間隙有關(guān)。

F-泄漏間隙，單位為m2。

？駐p-平衡鼓前后壓力差，單位為MPa。

？籽-介質(zhì)密度，kg/m3。

4.4 此類泵在小流量運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意汽蝕問題。在小流量運(yùn)行時(shí)泵的容積效率很低，大部分的泵送介質(zhì)會(huì)經(jīng)平衡回水管回流到首級(jí)葉輪的入口，泵送介質(zhì)的溫升會(huì)較大。該泵試驗(yàn)時(shí)，泵運(yùn)行在5m3/h，使用溫度計(jì)測(cè)量平衡回水管的溫升達(dá)到10℃。由此可以看出，此類型泵在輸送氣化壓力對(duì)溫升比較敏感的介質(zhì)時(shí)，應(yīng)該注意泵的汽蝕余量能否滿足工況要求。介質(zhì)溫度升高，氣化壓力也升高，泵容易發(fā)生汽蝕。在實(shí)際應(yīng)用中一些將鍋爐給水泵平衡機(jī)構(gòu)回水管接到除氧器上，而非接到泵的吸入段上，就是為了將已經(jīng)溫升的鍋爐水引到別處，以降低泵的必需汽蝕余量。

5 結(jié)束語(yǔ)

此次我廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)的低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵DY12-80bX8已經(jīng)在用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試完畢，裝置已經(jīng)投產(chǎn)。自從開車以來用戶反饋運(yùn)轉(zhuǎn)良好，暫無(wú)售后服務(wù)記錄。由此可見，該泵可以推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1]沈陽(yáng)水泵研究所，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.葉片泵設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983.

[2]關(guān)醒凡.現(xiàn)代泵理論與設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)宇航出版社，2011.

作者簡(jiǎn)介：何銘（1984-），男，遼寧沈陽(yáng)人，畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，助理工程師，主要從事離心泵設(shè)計(jì)工作。endprint

摘 要：通過對(duì)低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵的設(shè)計(jì)研究，闡述了在設(shè)計(jì)低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵時(shí)應(yīng)注意的問題和提高效率的方法，為設(shè)計(jì)及選型提供一些參考。

關(guān)鍵詞：低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵；泄漏量；效率；平衡機(jī)構(gòu)；汽蝕余量

前言

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)流量12m3/h，揚(yáng)程600m的工況可以選用流量12m3/h單級(jí)揚(yáng)程50m的12級(jí)多級(jí)離心泵。但現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的多級(jí)離心泵級(jí)數(shù)一般不超過12級(jí)，當(dāng)流量12m3/h揚(yáng)程600m以上時(shí)，此工況多選用高速切線泵。高速切線泵需要配備增速齒輪箱，在維護(hù)方面比多級(jí)離心泵復(fù)雜，維護(hù)成本較高；而且切線泵的曲線平坦，如果工況要求泵從額定點(diǎn)至關(guān)死點(diǎn)為連續(xù)上升的曲線時(shí)，則無(wú)法滿足工況要求。這時(shí)選用流量12m3/h單級(jí)揚(yáng)程80m的8級(jí)多級(jí)離心泵則可以滿足工況要求。該泵設(shè)計(jì)為12級(jí)時(shí)揚(yáng)程可以達(dá)到960m。與高速切線泵相比，效率較高，維護(hù)簡(jiǎn)單方便，維護(hù)成本較低。

1 設(shè)計(jì)目的

作者公司生產(chǎn)的一種低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵，流量12m3/h，單級(jí)揚(yáng)程80m，葉輪外徑Φ258mm，葉輪出口寬度4mm，葉片數(shù)為6枚。由于葉輪出口寬度較小，外徑較大，鑄造時(shí)葉輪毛坯的合格率比較低。我廠決定重新設(shè)計(jì)該泵，以提高毛坯合格率。

2 設(shè)計(jì)思路

該泵的參數(shù)為12m3/h，單級(jí)揚(yáng)程80m，按此參數(shù)計(jì)算該泵的比轉(zhuǎn)速為23.2。按照8級(jí)設(shè)計(jì)，平衡機(jī)構(gòu)分別采用單平衡鼓和平衡盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中采用平衡盤時(shí)，平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量為6～7m3/h；采用平衡鼓時(shí)，泄漏量為9m3/h。按照此泄漏量，葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)流量為12m3/h，則無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)要求。為了達(dá)到參數(shù)要求，葉輪和導(dǎo)葉應(yīng)該按照“泵設(shè)計(jì)流量+平衡機(jī)構(gòu)泄漏量”進(jìn)行設(shè)計(jì)。平衡機(jī)構(gòu)泄漏量為6～9m3/h，葉輪和導(dǎo)葉應(yīng)按照18～21m3/h設(shè)計(jì)，該泵平衡機(jī)構(gòu)泄漏量與泵流量比■為50%～75%。而一般流量較大，比轉(zhuǎn)速為70～110的多級(jí)離心泵的■只為4%～10%左右。比轉(zhuǎn)速越低，級(jí)數(shù)越多，則■越大。這正是低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵效率偏低的主要原因。

3 試驗(yàn)結(jié)果

該泵按照8級(jí)試制生產(chǎn)了兩臺(tái)，采用單平衡鼓結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)時(shí)的效率為21%，兩臺(tái)泵效率基本一致。為了驗(yàn)證我計(jì)算的平衡機(jī)構(gòu)泄漏量是否正確，將葉輪輪轂處尺寸做適當(dāng)修改后，安裝在單級(jí)離心泵的泵體上進(jìn)行性能試驗(yàn)。結(jié)果葉輪在單級(jí)泵上的效率達(dá)到42%。由于兩臺(tái)泵的吐出渦室喉部面積有所差別，不能對(duì)流量和揚(yáng)程進(jìn)行比較，只能對(duì)最高效率進(jìn)行簡(jiǎn)單比較。如不考慮渦殼與導(dǎo)葉的效率差別及其它因素的影響，該泵平衡機(jī)構(gòu)的容積效率應(yīng)按照“多級(jí)泵效率÷單機(jī)泵效率=多級(jí)泵平衡機(jī)構(gòu)的容積效率”計(jì)算，經(jīng)計(jì)算平衡機(jī)構(gòu)的容積效率只有50%。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 減少平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量提高泵效率。由“多級(jí)離心泵平衡機(jī)構(gòu)泄漏量統(tǒng)計(jì)表”可以看出，泵流量較大時(shí)泄漏量對(duì)效率影響較小，但流量12m3/h，泄漏量6m3/h，■就達(dá)到了50%。如果平衡機(jī)構(gòu)泄漏量減少1.2m3/h，■就可以減少10%。所以減小平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量對(duì)提高低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵的效率非常明顯。在平衡機(jī)構(gòu)中平衡鼓的泄漏量最大，平衡盤次之，雙平衡鼓和平衡盤聯(lián)合結(jié)構(gòu)的泄漏量最小。與平衡盤結(jié)構(gòu)相比，雙平衡鼓和平衡盤聯(lián)合結(jié)構(gòu)不但泄漏量小，裝配時(shí)的拉量比平衡盤的拉量大，在泵運(yùn)行期間不易發(fā)生平衡盤端面磨損；而且拉量的裝配誤差對(duì)泄漏量和軸向力的影響較小，不易產(chǎn)生推力軸承過熱等問題。

4.2 在設(shè)計(jì)時(shí)，葉輪和導(dǎo)葉按照“泵設(shè)計(jì)流量+平衡機(jī)構(gòu)泄漏量=葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)流量”進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般此類泵平衡機(jī)構(gòu)泄漏量在6m3/h左右，揚(yáng)程越高泄漏量越大?？上劝凑赵O(shè)計(jì)流量增加6m3/h進(jìn)行葉輪、導(dǎo)葉和平衡機(jī)構(gòu)的計(jì)算，再根據(jù)得出的平衡機(jī)構(gòu)進(jìn)行泄漏量的計(jì)算。得出泄漏量后與先前設(shè)計(jì)時(shí)曾加的泄漏量比較。如果不同，根據(jù)計(jì)算得出的泄漏量加上泵的設(shè)計(jì)流量重新設(shè)計(jì)葉輪和導(dǎo)葉，確定平衡機(jī)構(gòu)，再次計(jì)算泄漏量，直到“泵設(shè)計(jì)流量+平衡機(jī)構(gòu)泄漏量=葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)流量”為止。

4.3 泵的效率會(huì)隨級(jí)數(shù)增加而降低。由平衡機(jī)構(gòu)的泄漏量計(jì)算公式可以看出，泄漏量q與平衡機(jī)構(gòu)的前后壓力差有關(guān)，與泵的流量大小無(wú)關(guān)。泄漏量q與■成正比，平衡機(jī)構(gòu)前后壓差 隨泵的揚(yáng)程的升高而增加，所以揚(yáng)程越高，泄漏量越大。由此得出，低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵的效率會(huì)隨著級(jí)數(shù)的增加而有所降低。選型時(shí)泵級(jí)數(shù)較多，應(yīng)該適當(dāng)?shù)丶哟箅姍C(jī)的配帶功率。

平衡鼓泄漏量q=3600？滋F■

？滋-泄漏系數(shù)，其大小與平衡鼓結(jié)構(gòu)間隙有關(guān)。

F-泄漏間隙，單位為m2。

？駐p-平衡鼓前后壓力差，單位為MPa。

？籽-介質(zhì)密度，kg/m3。

4.4 此類泵在小流量運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意汽蝕問題。在小流量運(yùn)行時(shí)泵的容積效率很低，大部分的泵送介質(zhì)會(huì)經(jīng)平衡回水管回流到首級(jí)葉輪的入口，泵送介質(zhì)的溫升會(huì)較大。該泵試驗(yàn)時(shí)，泵運(yùn)行在5m3/h，使用溫度計(jì)測(cè)量平衡回水管的溫升達(dá)到10℃。由此可以看出，此類型泵在輸送氣化壓力對(duì)溫升比較敏感的介質(zhì)時(shí)，應(yīng)該注意泵的汽蝕余量能否滿足工況要求。介質(zhì)溫度升高，氣化壓力也升高，泵容易發(fā)生汽蝕。在實(shí)際應(yīng)用中一些將鍋爐給水泵平衡機(jī)構(gòu)回水管接到除氧器上，而非接到泵的吸入段上，就是為了將已經(jīng)溫升的鍋爐水引到別處，以降低泵的必需汽蝕余量。

5 結(jié)束語(yǔ)

此次我廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)的低比轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵DY12-80bX8已經(jīng)在用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試完畢，裝置已經(jīng)投產(chǎn)。自從開車以來用戶反饋運(yùn)轉(zhuǎn)良好，暫無(wú)售后服務(wù)記錄。由此可見，該泵可以推廣使用。

參考文獻(xiàn)

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[2]關(guān)醒凡.現(xiàn)代泵理論與設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)宇航出版社，2011.

作者簡(jiǎn)介：何銘（1984-），男，遼寧沈陽(yáng)人，畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，助理工程師，主要從事離心泵設(shè)計(jì)工作。endprint