離心泵常用的流量調(diào)節(jié)方式：
離心泵在水利、化工等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，對(duì)其工況點(diǎn)的選擇和能耗的分析也日益受到重視。通常，離心泵的流量、壓頭可能會(huì)與管路系統(tǒng)不一致，或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，需要對(duì)泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，其實(shí)質(zhì)是改變離心泵的工況點(diǎn)。除了工程設(shè)計(jì)階段離心泵選型的正確與否以外，離心泵實(shí)際使用中工況點(diǎn)的選擇也將直接影響到用戶的能耗和成本費(fèi)用。因此，如何合理地改變離心泵的工況點(diǎn)就顯得尤為重要。
離心泵的工作原理是把電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為被提升液體的動(dòng)能和勢(shì)能，是一個(gè)能量傳遞和轉(zhuǎn)化的過(guò)程。根據(jù)這一特點(diǎn)可知，離心泵的工況點(diǎn)是建立在水泵和管道系統(tǒng)能量供求關(guān)系的平衡上的，只要兩者之一的情況發(fā)生變化，其工況點(diǎn)就會(huì)轉(zhuǎn)移。工況點(diǎn)的改變由兩方面引起：1、水泵本身的特性曲線改變，如葉輪切割。2、管道系統(tǒng)特性曲線改變，如閥門節(jié)流。
下面就這兩種方式進(jìn)行分析和比較：
一、葉輪切割
當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，泵的壓頭、流量均和葉輪直徑有關(guān)。對(duì)同一型號(hào)的泵，可采用切削法改變泵的特性曲線。設(shè)離心泵原葉輪直徑為D、流量為Q、揚(yáng)程為H、功率為P，切削后的葉輪直徑為D′、流量為Q′、揚(yáng)程為H′、功率為P′，則其相互關(guān)系為：
上述三式統(tǒng)稱為泵的切削定律。切削定律是建立在大量感性試驗(yàn)資料基礎(chǔ)上的，它認(rèn)為如果葉輪切割量控制在一定限度內(nèi)(此切割限量與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān))，則切割前后水泵相應(yīng)的效率可視為不變。葉輪切割是改變水泵性能的一種簡(jiǎn)便易行的辦法，即所謂變徑調(diào)節(jié)，它在一定程度上解決了水泵類型、規(guī)格的有限性與供水對(duì)象要求的多樣性之間的矛盾，擴(kuò)大了水泵的使用范圍。當(dāng)然，葉輪切割屬不可逆過(guò)程，用戶必須經(jīng)過(guò)計(jì)算并衡量經(jīng)濟(jì)合理性后方可實(shí)施。
二、閥門節(jié)流
改變離心泵流量簡(jiǎn)單的方法就是調(diào)節(jié)泵出口閥門的開(kāi)度，而水泵轉(zhuǎn)速保持不變(一般為額定轉(zhuǎn)速)，其實(shí)質(zhì)是改變管路特性曲線的位置來(lái)改變泵的工況點(diǎn)。關(guān)小閥門來(lái)控制流量時(shí)，水泵本身的供水能力不變，揚(yáng)程特性不變，管阻特性將隨閥門開(kāi)度的改變而改變。這種方法操作簡(jiǎn)便、流量連續(xù)，可以在某流量與零之間隨意調(diào)節(jié)，且無(wú)需額外投資，適用場(chǎng)合很廣。但節(jié)流調(diào)節(jié)是以消耗離心泵的多余能量來(lái)維持一定的供給量，離心泵的效率也將隨之下降，經(jīng)濟(jì)上不太合理。
現(xiàn)在很多企業(yè)的調(diào)節(jié)方式是葉輪切割，因?yàn)槿~輪切割可以節(jié)能降耗，但是在進(jìn)行葉輪切割之前必須計(jì)算之后才能實(shí)行，以保證葉輪切割之后能夠滿足使用工況。
影響離心泵組效率的因素有很多，比如泵的本身的效率，運(yùn)行中工況的額定工況，泵效低耗能高，泵的容積損失等等因素。本文針對(duì)離心泵組效率的幾個(gè)因素，給大家講講提高離心泵組效率的措施：
一、提高泵本身的效率
1、葉片向吸入口延伸并減薄，使液體提早受到葉片作用，可減小葉輪外徑，也可以增加葉道內(nèi)流線的長(zhǎng)度，減少相對(duì)擴(kuò)散;但延伸要適當(dāng)，過(guò)于前伸會(huì)使入Et面積過(guò)小，使葉片入口與葉片蓋板相交的壁角變小，反而加大水力摩擦損失，擠縮進(jìn)口流道，對(duì)汽蝕和效率均不利。
2、使相鄰葉片間流道出口和進(jìn)口面積之比控制在1、0～1、3范圍內(nèi)，以減小擴(kuò)散損失。若該比值大于l、3，流道擴(kuò)散嚴(yán)重，效率下降。
3、流道的水力半徑越大越好，盡可能使葉片進(jìn)口截面接近正方形，以減少摩擦損失，由水力學(xué)知道，過(guò)水?dāng)嗝婷娣e和濕周的比值叫做水力半徑，即水力半徑一過(guò)水?dāng)嗝婷娣e/濕周。濕周大，實(shí)際上就是液體與壁面的接觸面積大，當(dāng)把流道截面從近似正方形變?yōu)楠M長(zhǎng)矩形時(shí)，實(shí)質(zhì)上就是讓液體在狹長(zhǎng)截面的間隙內(nèi)流過(guò)，所以阻力必然大。
4、由于彎曲擴(kuò)散管水力損失較大，現(xiàn)在多數(shù)采用略帶彎曲接近直線的擴(kuò)散段。對(duì)反導(dǎo)葉來(lái)說(shuō)，它的進(jìn)口角和在圓周方向的位置，應(yīng)結(jié)合液流在擴(kuò)散段流出的情況而定，原則是形成連續(xù)的流道，避免反導(dǎo)葉流道入口截面過(guò)窄，否則在反導(dǎo)葉進(jìn)口處會(huì)引起渦流和撞擊損失。
5、對(duì)多級(jí)泵，葉輪進(jìn)口加預(yù)旋(反導(dǎo)葉出口角小于90。)，減小葉輪進(jìn)口相對(duì)速度，同時(shí)減小相對(duì)速度擴(kuò)散，當(dāng)反導(dǎo)葉出口角選擇小于90。時(shí)，水流進(jìn)入葉輪之前就產(chǎn)生了預(yù)旋，即可。
6、由于反導(dǎo)葉出口角所造成的預(yù)旋對(duì)下一級(jí)葉輪的特性有較大影響，在設(shè)計(jì)時(shí)為了使理論揚(yáng)程公式Ht—U2Vu2一“l(fā)Vul中的“1Vul項(xiàng)為零，反導(dǎo)葉的出口角似應(yīng)選定90。，這對(duì)于末級(jí)導(dǎo)葉來(lái)說(shuō)可消除旋轉(zhuǎn)分量。但實(shí)驗(yàn)證明，這對(duì)效率和獲得穩(wěn)定的性能曲線都不利，尤其對(duì)于一些低比轉(zhuǎn)速泵，為了獲得下降的特性曲線，反導(dǎo)葉的出口角應(yīng)選取小于90。，通常在60?！?0。。葉片的兩端要薄一些，以免產(chǎn)生撞擊和渦流損失。葉片流道的截面
7、增加葉輪出口寬度，減小葉輪出口絕對(duì)速度，從而減小壓水室中的水力損失。
8、斜切葉輪出口、減小前后流線的長(zhǎng)度差或不同流線選取不同的葉片出口角，以便減小前后蓋板流線壓力差，從而減小出口的二次回流。
9、增加壓水室喉部面積，當(dāng)原設(shè)計(jì)面積小時(shí)，可使流動(dòng)不受阻塞。
二、減少機(jī)械和摩擦損失
①軸承、填料引起的機(jī)械摩擦損失一般很小，對(duì)效率影響不大。填料密封的機(jī)械摩擦損失比機(jī)械密封大，若能采用機(jī)械密封更好。
②提高葉輪、導(dǎo)葉流道表面的光潔度。若可能，可以用手持砂輪等工具對(duì)流道表面進(jìn)行打磨，這樣，水力摩擦損失會(huì)明顯減少。
③葉輪的前后蓋板表面與液體產(chǎn)生的圓盤摩擦損失，與葉輪外徑的5次方成正比。選取較大的葉片出口角可減小葉輪外徑(公眾號(hào):泵管家)，從而減小圓盤摩擦損失。圓盤摩擦損失與表面粗糙度大有關(guān)系，葉輪蓋板外壁應(yīng)盡量光滑。適當(dāng)減小葉輪蓋板與導(dǎo)葉之間的問(wèn)隙也可以降低圓盤摩擦損失。
三、減少泄漏
適當(dāng)縮小各部分間隙或加長(zhǎng)密封問(wèn)隙以及采用迷宮密封等，增加泄漏阻力，以減少容積損失。
泵內(nèi)的泄漏部位發(fā)生在葉輪與密封環(huán)處、多級(jí)泵級(jí)間、軸向力平衡裝置等。
提高泵的使用效率
改進(jìn)管路系統(tǒng)，減少阻力。管線長(zhǎng)度應(yīng)盡可能縮短和保持直線，降低流速以減少沿程水頭損失;減少閘閥、底閥、彎頭、孔板等部件的數(shù)量，以減少局部水頭損失。
降低水泵出水壓力的富裕量，恰如其分地滿足管路系統(tǒng)對(duì)出水壓力的要求。如果水泵壓力的富裕量過(guò)大，水泵的出水壓力高于系統(tǒng)需要的壓力，這就勢(shì)必要采取關(guān)小閥門等節(jié)流方法來(lái)降壓，造成功率浪費(fèi)。這時(shí)必須對(duì)水泵采取改造措施，可根據(jù)系統(tǒng)要求的壓力拆除一、二級(jí)葉輪;若過(guò)剩壓力不太大，可采取車削葉輪方法來(lái)減壓，使系統(tǒng)(管路)裝置中的水泵盡量工作在泵的較佳效率點(diǎn)，避免在大流量或小流量下(效率較低點(diǎn))工作。
泵主要用來(lái)輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體，也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。下面主要說(shuō)一下離心泵的相關(guān)內(nèi)容。
離心泵工作時(shí)，液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，液體在離心力作用下產(chǎn)生高速度，高速液體經(jīng)過(guò)逐漸擴(kuò)大的泵殼通道，動(dòng)壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭。
離心泵的工作原理：
離心泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)液體的作用把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。
由于作用液體從葉輪進(jìn)口流向出口的過(guò)程中，其速度能和壓力能都得到增加，被葉輪排出的液體經(jīng)過(guò)壓出室，大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后沿排出管路輸送出去，這時(shí)，葉輪進(jìn)口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸入口液體池中的液體在液面壓力（大氣壓）的作用下，被壓入葉輪的進(jìn)口，于是，旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。
離心泵是利用葉輪旋轉(zhuǎn)而使水發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)來(lái)工作的。水泵在啟動(dòng)前，必須使泵殼和吸水管內(nèi)充滿水，然后啟動(dòng)電機(jī)，使泵軸帶動(dòng)葉輪和水做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，水發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，被甩向葉輪外緣，經(jīng)蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。
當(dāng)泵內(nèi)充滿液體時(shí)，葉輪在驅(qū)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，葉片驅(qū)使液體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力。在離心力的作用下，液體沿葉片流道從中心向四周甩出，經(jīng)過(guò)蝸殼送入排出管。
葉輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，一面不斷吸入液體，一面又不斷將吸入的液體排出，如此連續(xù)工作，液體在壓力能與速度能的作用下，被輸送到工作地點(diǎn)。
離心泵的性能特點(diǎn)
1、高效節(jié)能：采用CFD計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)，分析計(jì)算出泵內(nèi)壓力分布和速度分布關(guān)系、優(yōu)化泵的流道設(shè)計(jì)，確保泵有高效的水力形線，提高了泵的效率。
2、安裝、維修方便：立式管道式結(jié)構(gòu)，泵的進(jìn)出口能象閥門一樣安裝在管路的任何位置及任何方向，安裝維修極為方便。
3、運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠：電機(jī)軸和水泵軸為同軸直聯(lián)、同心度高，運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠。
4、不銹鋼軸套：軸的機(jī)封位置是相對(duì)易被銹蝕之處，直聯(lián)式泵軸一旦被銹蝕，易造成機(jī)械密封失效。STG泵此處采用鑲配不銹鋼軸套，避免銹蝕發(fā)生，提高了軸壽命，降低了運(yùn)行維護(hù)成本。
5、軸承：泵所配電機(jī)中，Y〔Y2〕280以下軸伸端軸承〔包括Y180以下風(fēng)葉端軸承〕采用封閉式軸承，正常使用時(shí)，免電機(jī)軸承的維護(hù)保養(yǎng)。
6、機(jī)封：機(jī)械密封基件一般選用橡膠波紋管結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)機(jī)械密封中軸上密封由O形圈的線密封改為橡膠件的兩道面密封，在清水介質(zhì)時(shí)提高了密封效果。
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