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        利用現(xiàn)有水泵高效點開發(fā)新型水泵的設(shè)計

        2016-12-31 00:00:00陳強
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年17期

        摘 要:泵是一種應(yīng)用非常廣泛的通用機械,有液體流動的地方就有泵在工作。泵又是一種耗能設(shè)備,據(jù)統(tǒng)計,泵的耗電量約占全國總發(fā)電量的1/5,然而現(xiàn)在大多數(shù)泵站的水泵運行效率低,能源浪費十分嚴重。文章主要介紹如何充分利用現(xiàn)有優(yōu)秀水力模型高效點的參數(shù)設(shè)計新模型,提高開發(fā)的新水泵效率,節(jié)約能源。

        關(guān)鍵詞:相似定律;比轉(zhuǎn)a數(shù);高效點

        離心泵以其結(jié)構(gòu)簡單,適用范圍廣,運轉(zhuǎn)可靠,操作維修方便等優(yōu)點在農(nóng)業(yè)和水利工程、城鎮(zhèn)給排水、火力發(fā)電廠、采礦工業(yè)、化工行業(yè)、交通運輸?shù)葒窠?jīng)濟各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而且,隨著科學(xué)的發(fā)展,離心泵的應(yīng)用正在迅速擴大。我們可以利用現(xiàn)有的優(yōu)秀水力模型高效點的參數(shù)設(shè)計新的模型。

        1 對現(xiàn)有模型的參數(shù)點數(shù)據(jù)進行分析

        (1)泵的相似定律建立了幾何相似的泵,在相似工況下,性能參數(shù)之間的關(guān)系。

        也就是說,如果泵性能參數(shù)之間存在著上述關(guān)系,泵是幾何相似和運動相似的。

        但是用相似定律來判別泵是否幾何相似和運動相似,既不方便,也不直觀。在相似定律的基礎(chǔ)上,可以推出對一系列幾何相似的泵,性能之間的綜合數(shù)據(jù)。如果各泵的這個數(shù)據(jù)相等,則這些泵應(yīng)該是幾何相似和運動相似的,因此可以用相似定律換算性能之間的關(guān)系,這個綜合數(shù)據(jù)就是比轉(zhuǎn)數(shù),也稱比轉(zhuǎn)速簡稱比速,用ns表示。

        我國規(guī)定計算ns的單位:Q-m3/s H-m n-r/min

        (2)比轉(zhuǎn)數(shù)是根據(jù)相似理論推得的,可以作為相似判據(jù),即幾何相似的泵在相似工況下ns值相等。反之,一般說來ns值相等的泵,是幾何相似和運動相似的。但不能說ns相等的泵就一定幾何相似。

        (3)現(xiàn)對WQB420-10-22 的數(shù)據(jù)進行分析

        具體數(shù)值為 Qm-420m3/h Hm-10m nm-1460r/min

        由: 得:

        經(jīng)試驗后其結(jié)果如表1所示。

        由JB/T5118 標準查得:Q1=420m3/h、H1=10m、P1≤26.403kW、機組效率?濁1=54.2%。

        通過該泵試驗結(jié)果可以看出:在額定點時,WQB420-10-22 輸入功率為18.72kW≤26.403kW,機組效率67.2%≥54.2%,由此可以看出該泵在額定點時,輸入功率小、效率高,屬于高效節(jié)能產(chǎn)品。

        2 利用相似方法設(shè)計新品WQB210-7-7.5

        相似設(shè)計法又稱模型換算法。此方法簡單可靠,成為泵的主要設(shè)計方法之一,得到廣泛應(yīng)用。設(shè)計的大體步驟為:

        (1)按給定的參數(shù)(Q、H、n)計算欲設(shè)計泵的ns。

        (2)選擇性能良好的模型泵,模型泵的ns應(yīng)與設(shè)計泵的ns相等或相近。

        (3)按設(shè)計泵和模型泵的參數(shù)(Q、H、n)計算尺寸系數(shù)λ。由相似定律得

        (4)實型泵的各尺寸按D=?姿QDM計算。其中λ用?姿D或?姿H均可,但一般選用其中較大的值或用其平均值。現(xiàn)對WQB210-7-7.5 的數(shù)據(jù)進行分析, 具體數(shù)值為Q-210m3/h H-7m,選擇n=1460r/min。

        則ns≈nsm,說明WQB210-7-7.5的轉(zhuǎn)速選擇是合適的。由相似定律得

        選用其平均值

        綜上所得:WQB210-7-7.5 的型線完全可以為WQB420-10-22 型線的0.81倍。

        WQB210-7-7.5 試驗后其結(jié)果如表2所示。

        由JB/T5118 標準查得:Q1=210m3/h、H1=7m、P1≤9.458kW、機組效率?濁1=50.1%。

        通過該泵試驗結(jié)果可以看出:在額定點時,WQB210-7-7.5輸入功率6.48kW≤9.458kW,機組效率63.01%≥50.1%,由此可以看出該泵在額定點時,輸入功率小、效率高,屬于高效節(jié)能產(chǎn)品。

        3 結(jié)束語

        通過對WQB210-7-7.5 水泵投放市場產(chǎn)生的經(jīng)濟效益看,其前景非常廣闊,如果按利潤300元/臺計算,年產(chǎn)量5000臺,可以新增利潤150萬元,并且其效率大大高于標準,確實做到了低碳節(jié)能,給國家和工廠帶來很大的經(jīng)濟效益和社會效益,也是對環(huán)保事業(yè)的一份貢獻。

        參考文獻

        [1]李治洲.礦用隔爆型電氣產(chǎn)品殼體設(shè)計分析[J].煤礦機械,2014(7).

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        [3]張斌.隔爆型電氣設(shè)備平面隔爆面?zhèn)鞅蚺c預(yù)防[J].電氣防爆,2007(1).

        [4]張國忠,齊長喜.淺析電氣設(shè)備的防爆與防護[J].煉油與化工,2007(1).

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