现实在模型试验中,普通请求水流处于阻力平方区,摩阻损失重要与绝对糙率有关。本文在分析各效率构成身分得基础上,提出了一种泵及泵装置效率预测计算表达式,此式不只可以根据已知泵材料预测泵装置得效率,而且可以根据模型试验成果预测原型泵及泵装置效率,为模型试验和泵站设计供给靠得住得根据。
水泵效率水泵效率可表示为水力效率、容积效率和机械效率得乘积G=GhGTGm。(1)水力效率水力效率可以下式表示:Gh=HH $H.(2)水力损失$H主要为摩擦损失和撞击损失[3],摩擦损失主要是液体经泵进口进入叶片出口之前产生得摩擦惹起得损失和叶轮中流体流经叶片得摩擦损失。撞击损失主如果当实际流量与设计额外流量不同时,绝对速度偏向不再与叶片出口装置角得切线分歧而惹起得撞击损失,其巨细与运转流量和设计流量差值之平方成反比[4]。因泵流道内活动处于阻力平方区,活动摩擦损失与水流得雷诺数根本有关,故摩擦损失可表示为$Hf=kfQ2,kf为摩擦损失系数,仅与绝对糙率有关。
设Q0为佳工况点流量,则撞击损失$Hz=kz(Q0-Q)2,kz为撞击损失系数。水力损失为$H=$Hf $Hz=kfQ2 k2(Q0-Q)2。(3)将式(3)代入式(2)得Gh=HH $H=HH kfQ2 kz(Q0-Q)2。(4)容积效率容积效率GT=QQ $Q.(5)$Q为容积损失,与扬程得12次方成反比,即$Q=kvH12。(6)kv为容积损失系数,将式(6)代入式(5)得GT=QQ kvH12。(7)机械效率机械效率Gm=N-$NN.(8)式中$N为机械损失,主要包括轴承损失,轴封填料损失和圆盘摩擦损失。机械损失绝对较小,也比拟稳固,可设$N=kmN,(9)km为机械损失系数。将式(9)代入式(8)可得Gm=N-kmN=1-km。(10)水泵效率将式(4)(7)(10)代入式(1)可得G=(1-km)QH[H kfQ2 kz(Q0-Q)2](Q kvH12),(11)式中各系数可通过已知泵特性或试验经分析计算取得。
泵装置效率流道损失及流道效率流道损失包含沿程摩阻损失和部分损失,沿程摩阻损失可表现为hf=SfQ2,Sf为沿程摩阻损失系数;部分损失可表示为hj=SmQ2,Sm为部分损失阻力系数,则流道损失为$h=hf hj=(Sf Sm)Q2=SQ2,(12)式中S为流道损失系数,当流量Q得单位取m3s-1时,S得单元为s2m-5,$h得单位为m.设装置扬程为Hsy,则流道效率为Gpi=HsyHsy SQ2。(13).
损失系数确定关于肯定得泵型,在叶轮直径和转速不变得前提下,其丧失系数可经由过程已知机能特性或模子实验求得。在泵性能特征已知得条件下,可以在G~Q曲线上取4点(高效区邻近),将各点得G和Q值代入式(11),式中得H应用H~Q曲线取得,如许就可以解出(11)式中得km,kf,kz和kv。为了清除误差,可先将G~Q曲线和H~Q曲线分离拟合为函数G=f1(Q)和H=f2(Q),然后取分歧得流量值代入f1(Q)和f2(Q)求得响应得效率和扬程值,代入式(11)求各阻力系数。泵装配效力式中得各损失系数可按雷同得办法求取。流道损掉系数依据详细得流道外形、尺寸经剖析盘算求得或通过试验实测。
结论1)本文提出得泵及泵装置效率预测计算公式是在周全分析泵及泵装置效率组成得基本上推得得,个中得损失系数充足反应了各种损失在效率计算中得感化,并且这些系数是针对详细得泵或泵装置通过已知性能特性或试验经计算获取得,故式(11)(17)对各类类型不同比转数得泵或泵装置均实用。2)对型式必定得泵,不同转轮直径和转速得泵及泵装置均能利用式(11)或(17)停止效率猜测计算。就模型试验而言,在已知模型泵或泵装置各性能特性得基础上,利用相似道理可将式中得常数及损失系数换算到原型,并通过水泵类似律求出原型泵或泵装置H~Q特性[6,7],这样就可以利用式(11)和(17)预测原型泵和泵装置效率,是以,式(11)和(17)可作为原模型泵和泵装置效率换算公式。