如何用面积比原理设计出高效的潜水泵？

方程式5

  式中vt———导流器喉部水流速度,m/s

    Fth———导流器喉部面积,mm2

    ω2———叶轮出口叶片间的相对速度,m/s

    F2———叶轮出口叶片间面积,mm2

    将式(5)改写为:

方程式6

    式中Y———面积比系数

    将式(4)、(6)代入式(1),得泵的理论扬程与面积比系数的关系式为:

方程式7

可见,要获得较高的水泵扬程,应使面积比系数Y≤1。

    张俊达对166种泵的水力模型面积比系数进行了统计和回归,并绘制出了面积比系数与泵比转数的关系曲线,得出绝大部分泵的面积比系数Y≤1,进一步证明了上述研究结论是正确的。郭自杰推导出了面积比系数与比转数的近似表达式,并对大量离心泵的面积比系数进行了统计,数据表明它们的面积比系数Y≤1。据此,本文提出了在保持面积比系数不变的条件下,对同一导流器通过选配叶轮来获得高效水泵。

    2、测试装置与试验研究

    为了研究面积比系数对潜水泵性能的影响,用井用潜水泵做试验。对同一导流器分别选配2种叶轮,在兰州理工大学开式试验台上进行测试,试验时电动机不变只更换泵。为了保证吸入区不发生气蚀和漩涡,叶轮在水下有足够的淹没深度。电动机的输入功率采用电测法测定,电动机效率按铭牌上的效率估算。取250QJ125型潜水泵进行试验,在保持导流器喉部面积与叶轮出口叶片间的面积之比即面积比系数Y=0.87不变的前提下,重新设计一个叶轮Ⅱ,将此叶轮装在该潜水泵的导流器上进行试验。选配2种不同叶轮的潜水泵,它们各自的最佳工况点实测数据如表1所示。

    表1最佳工况点实测值