利用現(xiàn)有水泵高效點(diǎn)開(kāi)發(fā)新型水泵的設(shè)計(jì)

摘 要：泵是一種應(yīng)用非常廣泛的通用機(jī)械，有液體流動(dòng)的地方就有泵在工作。泵又是一種耗能設(shè)備，據(jù)統(tǒng)計(jì)，泵的耗電量約占全國(guó)總發(fā)電量的1/5，然而現(xiàn)在大多數(shù)泵站的水泵運(yùn)行效率低，能源浪費(fèi)十分嚴(yán)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(diǎn)的參數(shù)設(shè)計(jì)新模型，提高開(kāi)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(diǎn)

離心泵以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用范圍廣，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)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(yùn)輸?shù)葒?guó)民經(jīng)濟(jì)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(kuò)大。我們可以利用現(xiàn)有的優(yōu)秀水力模型高效點(diǎn)的參數(shù)設(shè)計(jì)新的模型。

1 對(duì)現(xiàn)有模型的參數(shù)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(shuō)，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(yùn)動(dòng)相似的。

但是用相似定律來(lái)判別泵是否幾何相似和運(yùn)動(dòng)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(duì)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(gè)數(shù)據(jù)相等，則這些泵應(yīng)該是幾何相似和運(yùn)動(dòng)相似的，因此可以用相似定律換算性能之間的關(guān)系，這個(gè)綜合數(shù)據(jù)就是比轉(zhuǎn)數(shù)，也稱(chēng)比轉(zhuǎn)速簡(jiǎn)稱(chēng)比速，用ns表示。

我國(guó)規(guī)定計(jì)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(shuō)來(lái)ns值相等的泵，是幾何相似和運(yùn)動(dòng)相似的。但不能說(shuō)ns相等的泵就一定幾何相似。

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

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

由： 得：

經(jīng)試驗(yàn)后其結(jié)果如表1所示。

由JB/T5118 標(biāo)準(zhǔn)查得：Q1=420m3/h、H1=10m、P1≤26.403kW、機(jī)組效率？濁1=54.2%。

通過(guò)該泵試驗(yàn)結(jié)果可以看出：在額定點(diǎn)時(shí)，WQB420-10-22 輸入功率為18.72kW≤26.403kW，機(jī)組效率67.2%≥54.2%，由此可以看出該泵在額定點(diǎn)時(shí)，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(jì)新品WQB210-7-7.5

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

（1）按給定的參數(shù)（Q、H、n）計(jì)算欲設(shè)計(jì)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(jì)泵的ns相等或相近。

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

（4）實(shí)型泵的各尺寸按D=？姿QDM計(jì)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?，F(xiàn)對(duì)WQB210-7-7.5 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 具體數(shù)值為Q-210m3/h H-7m，選擇n=1460r/min。

由

則ns≈nsm，說(shuō)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(yàn)后其結(jié)果如表2所示。

由JB/T5118 標(biāo)準(zhǔn)查得：Q1=210m3/h、H1=7m、P1≤9.458kW、機(jī)組效率？濁1=50.1%。

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

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)WQB210-7-7.5 水泵投放市場(chǎng)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益看，其前景非常廣闊，如果按利潤(rùn)300元/臺(tái)計(jì)算，年產(chǎn)量5000臺(tái)，可以新增利潤(rùn)150萬(wàn)元，并且其效率大大高于標(biāo)準(zhǔn)，確實(shí)做到了低碳節(jié)能，給國(guó)家和工廠帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也是對(duì)環(huán)保事業(yè)的一份貢獻(xiàn)。

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