低比速離心泵水力設(shè)計(jì)進(jìn)展

排灌機(jī)械第&=卷第&期:1>>>年&月2李等"低比速離心泵水力設(shè)計(jì)進(jìn)展????????????????????????????????????????????????????????????????;<;低比速離心泵水力設(shè)計(jì)進(jìn)展!李摘袁壽其要"介紹了低比速離心泵在水力性能方面存在的主要問(wèn)題#即效率低$易產(chǎn)生駝峰和易過(guò)載#討論了無(wú)過(guò)載原理$復(fù)現(xiàn)代水力設(shè)計(jì)的基本要求%對(duì)近年來(lái)逐步發(fā)展起來(lái)的低比速泵水力設(shè)計(jì)方法如加大流量法$合葉輪設(shè)計(jì)$面積比理論及各種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要評(píng)述#對(duì)各種設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了比較并討論了其間的相互關(guān)系%從目前的研究進(jìn)展看#針對(duì)用戶特定的性能需要#只要選擇合適的方法并結(jié)合設(shè)計(jì)師自身的經(jīng)驗(yàn)#是可以設(shè)計(jì)出理想低比速泵的%該文還對(duì)低比速泵的發(fā)展趨勢(shì)作了前瞻%關(guān)鍵詞"離心泵低比速泵水力設(shè)計(jì)綜述&引言低比速離心泵是指比轉(zhuǎn)速在’()*+之間的離心泵%這類離心泵相對(duì)來(lái)說(shuō)流量小揚(yáng)程高#因而廣泛應(yīng)用于石油化工$農(nóng)業(yè)排灌$城市供水等方面%隨著應(yīng)用要求的提高#這類泵向比轉(zhuǎn)速越來(lái)越低的方向發(fā)展%但正因?yàn)榈捅人匐x心泵流量小揚(yáng)程高#就存在有不同于一般離心泵的特點(diǎn)"為了產(chǎn)低比速離心泵葉輪直徑相對(duì)較大#生較高的揚(yáng)程#造成其流道長(zhǎng)而窄#致使圓盤摩擦損失和流道內(nèi)損失均較大#因此效率較低,由于葉輪流道擴(kuò)散較嚴(yán)重#在小流量工況下#很容易在葉輪出口和內(nèi)部產(chǎn)生回流和脫流#在外特性上就表現(xiàn)為其揚(yáng)程流文獻(xiàn)-對(duì)目前常用的設(shè)置前置量曲線存在駝峰#./導(dǎo)葉$斜切葉輪出口邊$減少葉片數(shù)等改善不穩(wěn)定特性的方法進(jìn)行了分析,低比速離心泵的輸入功率隨流量增大快速上升#最大軸功率與設(shè)計(jì)點(diǎn)功率之比遠(yuǎn)大于一般離心泵的相應(yīng)值#由于泵運(yùn)行條件復(fù)雜#泵的實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)經(jīng)常變化#特別對(duì)出口管路無(wú)流量調(diào)節(jié)閥的用戶來(lái)說(shuō)#電機(jī)過(guò)載燒毀現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,低比速泵流道狹長(zhǎng)#對(duì)汽蝕汽泡的容納能力弱#其汽蝕特性曲線是急速下降的%以上即為長(zhǎng)期困擾低比速泵的0個(gè)難點(diǎn)"提高泵效率#消除性能曲線駝峰#解決大流量運(yùn)行易過(guò)載#抗汽蝕性能設(shè)計(jì)%如果不解決這些問(wèn)題#在小流量高揚(yáng)程的性能范圍內(nèi)就難以與往復(fù)泵競(jìng)爭(zhēng)%但其特性決定了不能用普通離心泵的設(shè)計(jì)原工程培養(yǎng)基金資助項(xiàng)目%!江蘇省84449李理與方法設(shè)計(jì)高性能的低比速泵%圍繞上述問(wèn)題#近’+年來(lái)國(guó)內(nèi)許多大專院校和科研單位的技術(shù)人員都對(duì)低比速泵進(jìn)行了大量而卓有成效的研究其中#文獻(xiàn)-對(duì)低比速離心泵的理論和設(shè)計(jì)方法’/進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述%工作#使泵的理論$設(shè)計(jì)和制造達(dá)到了新的水平%1現(xiàn)代水力設(shè)計(jì)的基本要求離心泵自問(wèn)世以來(lái)#設(shè)計(jì)手段及設(shè)計(jì)理論均已發(fā)展到一個(gè)較高的層次#設(shè)計(jì)概念也不再僅是設(shè)計(jì)出滿足規(guī)定點(diǎn)性能參數(shù)的高效離心泵%現(xiàn)代離心泵的設(shè)計(jì)具有更高的要求$更廣泛的含義#應(yīng)考慮以下內(nèi)容%.設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)的泵流量3揚(yáng)程曲線2在所給定的運(yùn)行條應(yīng)與將來(lái)實(shí)測(cè)曲線相一致%’2件下#泵應(yīng)具有效率高$運(yùn)行范圍廣和良好的水力性能%在一定的工作范圍內(nèi)#泵應(yīng)能在管路中穩(wěn)42定地工作#并具有良好的汽蝕性能%低比速泵應(yīng)02具有優(yōu)良的功率特性#使原動(dòng)機(jī)不會(huì)因過(guò)載而損壞%(泵在工作時(shí)應(yīng)具有振動(dòng)小$噪聲低$可靠性2高等優(yōu)點(diǎn)%5泵的結(jié)構(gòu)和材料應(yīng)能適合所抽送介2質(zhì)的性質(zhì)%6應(yīng)能用最經(jīng)濟(jì)的工藝措施制造出所2設(shè)計(jì)的泵%*泵還應(yīng)具有滿足人們審美要求的外2設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程觀及符合人體工程需要的結(jié)構(gòu)%72全盤計(jì)算機(jī)化%因此#現(xiàn)代離心泵的設(shè)計(jì)#不但要考慮減小損失$提高效率#而且要考慮整個(gè)設(shè)計(jì)制造的周期和成本等各種因素以及銷售和服務(wù)系統(tǒng)#所以我們女碩士生江蘇理工大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)中心:江蘇省鎮(zhèn)江市#"##’.’+.42,萬(wàn)方數(shù)據(jù)袁壽其"男#研究員#博士生導(dǎo)師#江蘇理工大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)中心:江蘇省鎮(zhèn)江市#’.’+.42%tttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttt只能借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)!及計(jì)算機(jī)輔"#$%從流體力學(xué)(流動(dòng)模型(結(jié)構(gòu)受助制造!’"#&%力(可靠性等方面著手’才能經(jīng)濟(jì)地研制出高效離心泵)總之’面積比原理設(shè)計(jì)法通過(guò)控制葉輪和泵較之以體之間的相互匹配來(lái)產(chǎn)生不同的泵性能’有實(shí)踐檢驗(yàn)和有廣闊應(yīng)用前景的水泵設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)的有效的現(xiàn)代方法之一)*+Q加大流量設(shè)計(jì)法加大流量設(shè)計(jì)法是低比速離心泵所特有的設(shè)計(jì)方法’其目的是提高低比速泵的效率)該法依據(jù)低比速泵在小流量范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)’效率隨流量的將給定流量和比轉(zhuǎn)速放大作為設(shè)增加迅速提高’[]\[n,op+,!nQuuu%lmlqrs^_‘a(chǎn)b‘cd‘b^a__ac‘eafbg‘hiabd_jk往只重視葉輪研究有所提高’是一種有理論基礎(chǔ)(*水力設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)評(píng)由于低比速泵在性能參數(shù)(幾何形狀和外特性等方面的特點(diǎn)’其理論及水力設(shè)計(jì)必然具有特殊性’而且各特性并不相互獨(dú)立’而是相互影響因此’在一種設(shè)計(jì)方案中各特性均最優(yōu)化尚不的)可能’設(shè)計(jì)者可根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)所側(cè)重的性能加以選擇)下面對(duì)各種常用的低比速泵水力設(shè)計(jì)方法作簡(jiǎn)要評(píng)述)*+,面積比原理設(shè)計(jì)法面積比原理設(shè)計(jì)法由#-./012-于3456年提出’他指出’葉輪出口過(guò)流面積與泵體喉部面積之比乃是離心泵揚(yáng)程(效率等性能指標(biāo)的重要參數(shù))#-./012-的面積比7定義為葉輪葉片間的出口面積與泵體喉部面積之比’即789+4:;<=>=1?-@=ABC式中’9+4:為考慮葉片出口的排擠系數(shù))雖然以后=9余年的資料早已表明’這已成為預(yù)測(cè)離心泵性能的最有效的方法之一’但直到34D5年’E+"+F201G/0才從理論上證明了面積比原理的科學(xué)性)F201G/0的面積比定義為78;<=>=GH@=ABC文獻(xiàn)I=J中認(rèn)為對(duì)低比速泵而言’不同設(shè)計(jì)法相對(duì)應(yīng)的排擠系數(shù)K=相差較大’應(yīng)引入該系數(shù)對(duì)上述公式進(jìn)行修正)面積比設(shè)計(jì)法定量地研究葉輪與泵體的匹配關(guān)系’是很有前途的’在國(guó)外已成為泵設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)性能最有效的方法之一’但在我國(guó)泵行業(yè)的起步較晚’真正對(duì)此進(jìn)行研究是69年代初才開(kāi)始的)文獻(xiàn)I=J中對(duì)此進(jìn)行了理論推導(dǎo)’并通過(guò)試驗(yàn)分析得出影響離心泵最大軸功率位置的最關(guān)鍵因素是面積比’而非傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為的葉輪)文獻(xiàn)I5J中統(tǒng)計(jì)出’國(guó)內(nèi)大部分低比速泵的面積比在5+9LM+9之間’少數(shù)可達(dá)39+9’這對(duì)提高泵效有利’卻使得泵在大流量區(qū)運(yùn)行時(shí)易過(guò)載)因此’對(duì)無(wú)過(guò)載離心泵’建議取面積比783+9L=+9)若7N3+9’泵效較低’且可能引起制造困難O若7P=+9’則泵的軸功率可能是過(guò)載的)對(duì)追求高效率而又能控制出口流量的泵萬(wàn)方數(shù)據(jù)!如工業(yè)泵%’可取面積比785+9LD+9)計(jì)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)一臺(tái)較大的泵在小流量處作小泵使用)這樣的泵不僅在設(shè)計(jì)點(diǎn)處效率有較大提高’而且在整個(gè)使用范圍內(nèi)平均效率均有一定程度的提高)值得注意的是’本法中增加比速只是一種手段’其目的是通過(guò)增加流量和比速提高泵效’因此為反映原設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)用’在采用本法時(shí)’建議將設(shè)計(jì)比速作為泵的相似準(zhǔn)則)該法引起的負(fù)面效應(yīng)是相同流量下放大設(shè)計(jì)的泵軸功率可能會(huì)增加O原設(shè)計(jì)流量處的需求揚(yáng)程有時(shí)難以保證O揚(yáng)程流量曲線容易出現(xiàn)駝峰O將大泵作小泵用增加了制造和使用成本)加大流量設(shè)計(jì)的基本方法是’在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上’對(duì)現(xiàn)有有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正’再用修正過(guò)的參數(shù)’綜合各種因素’設(shè)計(jì)出較為合理的流動(dòng)組合和幾何參數(shù)組合’用公式表示即為RS8T3R’UVS8T=UV式中’T3’T=為放大系數(shù))文獻(xiàn)I=J給出了放大系數(shù)的推薦值)因?yàn)榧哟罅髁吭O(shè)計(jì)的目的就是提高泵效’所以幾何參數(shù)的選擇原則就是盡量減少各種損失)對(duì)低比速泵而言’由于葉片外徑較大’與葉輪外徑成:次方的圓盤摩擦損失就顯得相對(duì)突出O再加上低比速泵葉輪出口流速較高’因而在泵內(nèi)的水力摩擦損失也較大’所以在保證用戶提出的性能要求的前提下’降低這兩項(xiàng)損失是提高效率的基本手段)具體措施有W增大@=(>=’取較少的葉片數(shù)XIYJ’取較大的葉片包角ZI’:J增大泵體喉部面積BC’葉片前伸并減薄等)但因?yàn)楸玫母黜?xiàng)特性不是相互獨(dú)立的’應(yīng)綜合考慮各種因素合理選取幾何參數(shù))例如考慮到泵抗汽蝕性能’若葉片過(guò)分向葉輪吸入口延伸’葉片進(jìn)口排擠會(huì)使水流在進(jìn)口部位流速增大’壓力下降’容易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象’因此將葉片進(jìn)口邊向吸入口延伸這一成功經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于低比速泵時(shí)應(yīng)從多方面考慮IDJ)排灌機(jī)械第gh卷第g期’ijjj年g月+李等4低比速離心泵水力設(shè)計(jì)進(jìn)展kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk!"!復(fù)合葉輪設(shè)計(jì)法復(fù)合葉輪設(shè)計(jì)法是將長(zhǎng)短葉片間隔布置#一般短葉片的徑向長(zhǎng)度為長(zhǎng)葉片的$%&左右或’(%$短葉片分布圓直徑為’-"*)-".+,$/)&%*+,$#該法實(shí)質(zhì)是一種提高泵效的設(shè)計(jì)法#依據(jù)葉輪內(nèi)速度和壓力分布隨葉輪流道形狀和葉片而變化#設(shè)計(jì)出具有優(yōu)良水力性能的泵/文獻(xiàn)0因?yàn)橐后w存在粘性#葉片對(duì)12中指出#液流的作功作用不均勻#離心葉輪通道內(nèi)的流動(dòng)基本由相對(duì)速度較小的尾流區(qū)和近似于無(wú)粘性的樣#泵就可以選擇很小的功率備用系數(shù)/文中推導(dǎo)出無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)的約束方程組為4?@ABC:-$$$("(D@-"---&1DEF,$-"7DBC:$@&$-*AGH-K,$<LMNO:$$$I$"-("-IJ@=>只要泵的幾何參數(shù)滿足上述關(guān)系式#泵的軸功率effe射流區(qū)所組成#靠近葉輪前蓋板和葉片吸力面屬尾跡區(qū)#靠近壓力面處則是損失較低的射流區(qū)/尾跡區(qū)通流速度很低#在出口附近易產(chǎn)生脫流和邊界層分離#在該部位添加短葉片#就會(huì)對(duì)吸力面出口附近的液流起到加功作用#有效防止脫流產(chǎn)生#改善葉輪流道內(nèi)的液流擴(kuò)散程度#穩(wěn)定液流在葉輪內(nèi)的流動(dòng)3短葉片增加后#還增大了有限葉片數(shù)修正系數(shù)#有助于提高揚(yáng)程#并減小進(jìn)口的排擠和沖擊#降低了進(jìn)口的動(dòng)壓降#因此采用復(fù)合葉輪是設(shè)計(jì)高性能低比速離心泵的有效途徑之一/文獻(xiàn)0$2中對(duì)復(fù)合葉輪設(shè)計(jì)中各因素對(duì)泵性能的影響規(guī)律進(jìn)行了正交試驗(yàn)研究#得到了短葉片偏置的最優(yōu)方案4偏置度為-"*-#偏轉(zhuǎn)角為5&6)5(-6#進(jìn)口直徑為’-".)-"1+,$#短葉片與前后蓋板固定/文獻(xiàn)072中對(duì)低比速?gòu)?fù)合離心葉輪的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討#給出了各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算公式#并對(duì)兩臺(tái)泵進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證/文獻(xiàn)082中試驗(yàn)得出#短葉片偏置前后軸功率基本不變#但揚(yáng)程和效率卻明顯提高#說(shuō)明復(fù)合葉輪設(shè)計(jì)法可有效提高泵效/!"9無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)法無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)#顧名思義是解決低比速泵在大流量區(qū)運(yùn)行易過(guò)載的問(wèn)題/該法依據(jù)離心泵的軸功率曲線有極值#綜合考慮設(shè)計(jì)工況和最大軸功率點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)#減少:$;<$;=>等參數(shù)#設(shè)計(jì)出具有陡降揚(yáng)程曲線和平坦軸功率曲線的泵#但因?yàn)楸苊膺^(guò)載與提高效率是相互矛盾的#所以無(wú)過(guò)載離心泵效率比優(yōu)秀模型略低#但為了獲得飽和軸功率性能及提高泵的運(yùn)行可靠性#犧牲一些泵效率還是值得的/文獻(xiàn)0$2中指出#因?yàn)榈捅人俦靡话阍谧罡咝庶c(diǎn)的流量的右側(cè)達(dá)到最大軸功率值#根據(jù)該工況來(lái)確定原動(dòng)機(jī)的配套功率顯然是不合理的萬(wàn)方數(shù)據(jù)#因此希望最大軸功率位置盡可能接近設(shè)計(jì)點(diǎn)#這曲線應(yīng)在設(shè)計(jì)點(diǎn)附近有最大值#從理論上講#就能保證泵在全揚(yáng)程范圍內(nèi)運(yùn)行均不會(huì)過(guò)載/這種對(duì)出口無(wú)流量調(diào)節(jié)閥的農(nóng)用及工程用低比速泵來(lái)說(shuō)#由于是通過(guò)改變離心泵的水力設(shè)計(jì)#而不增加任何輔助設(shè)備來(lái)避免過(guò)載#無(wú)疑是最簡(jiǎn)便和廉價(jià)的/該文中還通過(guò)正交試驗(yàn)#總結(jié)出各幾何參數(shù)對(duì)無(wú)過(guò)載離心泵整體性能影響大小的順序?yàn)?$;S;,$;=>;,-;<$/目前#泵行業(yè)已有不少應(yīng)用無(wú)過(guò)載理論研制出新產(chǎn)品的報(bào)道0(-2#并已將該理論應(yīng)用于低比速離心泵式渣漿泵0((2/但是#由于無(wú)過(guò)載離心泵的理論與設(shè)計(jì)的研究?jī)H處于開(kāi)始階段#泵軸功率特性的研究尚需深入進(jìn)行/要精確計(jì)算各工況下泵的軸功率值#就涉及到液體功率的計(jì)算#而精確計(jì)算液體功率就必須準(zhǔn)確計(jì)算各種損失特別是水力損失’尤其是非設(shè)計(jì)工況下的水力損失+/因此#必須深入研究低比速泵的內(nèi)流特性#才能逐步實(shí)現(xiàn)無(wú)過(guò)載低比速泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)/!"T優(yōu)化水力設(shè)計(jì)法優(yōu)化設(shè)計(jì)是.-年代才發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)#借助計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)機(jī)械學(xué)科產(chǎn)生了十分深刻的影響#它在泵行業(yè)的應(yīng)用起步不久/優(yōu)化設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)規(guī)劃為理論基礎(chǔ)#以電子計(jì)算機(jī)為工具#在充分考慮多種設(shè)計(jì)約束的條件下#尋求某預(yù)定目標(biāo)下的最佳設(shè)計(jì)方案/目標(biāo)函數(shù)越多#設(shè)計(jì)效果越好#但問(wèn)題的求解亦越復(fù)雜/水泵水力設(shè)計(jì)#大多是多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題/多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型可以寫(xiě)成求U@0V(#V$#W#VE2XYZE使得[NO=\’V+#\@(#$#W#]#^"_‘\’V+@-#\@(#$#W#a#‘\’V+I-#\@(#$#W#b’U為設(shè)計(jì)變量#ZE為E維歐氏空間#=\’V+為目標(biāo)函數(shù)#‘\’V+@-為等式約束#‘\’V+I-為不等式約束#[NO也可寫(xiě)成[cd+/多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)#一般可轉(zhuǎn)jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj化為單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題!水泵優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是將水泵的基本流動(dòng)理論與計(jì)算流體力學(xué)和優(yōu)化方法等結(jié)合在一起"主要在保證效率最高的條從考慮水力損失最低著手"件下"尋求不同的流動(dòng)和幾何參數(shù)的組合!低比速離心泵的主要幾何特征是葉輪外徑尺寸大"葉輪的圓盤摩擦損失相當(dāng)突出!因此"在其它條件不變的情況下"盡量減少圓盤摩擦損失"即將縮小葉輪直徑使其最小作為設(shè)計(jì)目標(biāo)之一#此考慮泵的汽蝕性能問(wèn)題"也可作為另一設(shè)計(jì)目外"項(xiàng)高效率6無(wú)駝峰6無(wú)過(guò)載6飽和軸功率性能PRQPc7def7,cklll0abaghiSTUVWUXYUWSVTTVXUZV[W\U]^VWYT_‘設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)及相互關(guān)系見(jiàn)表%!圖7水力性能之間的關(guān)系表7各種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)及相互關(guān)系目常規(guī)設(shè)計(jì)中等中等低加大流量設(shè)計(jì)無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)大大高小小較高幾何參數(shù)2+3+4&&5面積比泵效率標(biāo)!文獻(xiàn)$%&’在對(duì)現(xiàn)有部分優(yōu)秀低比速泵葉輪出口參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上"以葉輪出口絕對(duì)速度(&為約束條件"以葉輪外徑)&有極小值為目標(biāo)函數(shù)"對(duì)出口參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化!文獻(xiàn)$%*’中研究了中低比速離心泵葉輪入口和出口參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法"并把按傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的現(xiàn)有泵的葉輪參數(shù)與優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)作了比較!隨著低比速泵流動(dòng)損失理論的發(fā)展"其優(yōu)化設(shè)計(jì)必將日趨完善"所以這類方法的應(yīng)用前景是廣闊的!離心泵包括低比速離心泵的基本構(gòu)造已發(fā)展得相當(dāng)完善"今后的主要任務(wù)是為特殊工況設(shè)計(jì)各種專用泵"如特殊的結(jié)構(gòu)+材料和密封等!對(duì)低比速離心泵而言"這種專用泵優(yōu)化思想還表現(xiàn)為根據(jù)不同的工況和設(shè)計(jì)要求采用不同的設(shè)計(jì)方法!例如"對(duì)廣大工業(yè)用泵而言"泵的運(yùn)行工況點(diǎn)均由閥門調(diào)節(jié)且基本穩(wěn)定"此時(shí)為提高泵的效率"可用加大流量設(shè)計(jì)法"這時(shí)的面積比較大"也可根據(jù)需要增加短葉片!但對(duì)廣大工程用和農(nóng)用泵而言"因運(yùn)行工況經(jīng)常變化"可采用無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)法"寧愿犧牲一些效率來(lái)?yè)Q取泵的可靠性!對(duì)這兩種應(yīng)用場(chǎng)合沒(méi)必要采用相同的設(shè)計(jì)思想!這也許是今后發(fā)展適用于特殊工況的專用泵的思路之一!因?yàn)闊o(wú)過(guò)載泵用效率,約&-./-0來(lái)?yè)Q取可靠性"與雜質(zhì)泵等用效率,也約&-./-0來(lái)?yè)Q取通過(guò)能力是同一意義的!1各種設(shè)計(jì)方法優(yōu)缺點(diǎn)比較研究表明"許多提高效率的措施,如增大2&+3&+45等0將惡化駝峰特性和軸功率特性#反之"大部分消除駝峰和避免過(guò)載的技術(shù)又會(huì)降低效率!另外"雖消除駝峰與避免過(guò)載的趨勢(shì)是一致的"但其程度也有不同!研究表明"所有無(wú)過(guò)載泵均是無(wú)駝峰的"但反之則不成立萬(wàn)方數(shù)據(jù)!低比速泵的效率+駝峰和過(guò)載等特性之間的關(guān)系可用圖%來(lái)表示"各種89:曲線可能不穩(wěn)定不穩(wěn)定穩(wěn)定;9:曲線可能過(guò)載易過(guò)載不過(guò)載3+<+=點(diǎn)控制較好差好配套功率裕量較大裕量大經(jīng)濟(jì)制造工藝性一般好差>展望泵技術(shù)發(fā)展的原動(dòng)力在于用戶的需求!展望&%世紀(jì)"人類不斷增強(qiáng)的環(huán)境意識(shí)+質(zhì)量意識(shí)和個(gè)性化意識(shí)等將成為推動(dòng)泵業(yè)技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力!現(xiàn)代文明的三大支柱?新材料技術(shù)+新能源技術(shù)和信息技術(shù)的迅速崛起將加速泵業(yè)技術(shù)革命的到來(lái)!&%世紀(jì)泵業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面!%0理論與設(shè)計(jì)方法科學(xué)化理論研究的重點(diǎn)將仍然是泵內(nèi)部流動(dòng)測(cè)試+三元粘性流動(dòng)計(jì)算+多相流和汽蝕等!可以預(yù)言"建立在泵內(nèi)部真實(shí)流動(dòng)模型基礎(chǔ)上的性能預(yù)測(cè)和計(jì)算機(jī)仿真將代替目前的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和反復(fù)試驗(yàn)!&0生產(chǎn)制造高技術(shù)化生產(chǎn)制造高技術(shù)化是產(chǎn)品@價(jià)廉物美A的根本保證!例如"應(yīng)用BCD技術(shù)"就能在最短時(shí)間內(nèi)推出各種關(guān)鍵零部件的最新設(shè)計(jì)#BCE和柔性制造技術(shù)的應(yīng)用將革新目前以普通機(jī)床為主的制造方式!*0產(chǎn)品模塊化和個(gè)性化產(chǎn)品模塊化將使生產(chǎn)成本大幅下降+開(kāi)發(fā)周期大大縮短"而個(gè)性化的發(fā)展則要求產(chǎn)品朝多品種小批量的特殊用泵方向發(fā)展!F0密封無(wú)泄漏化GH年代泵技術(shù)的最重要進(jìn)展在于無(wú)密封泵技術(shù),IJKLLJIIMNOM0"包括屏蔽泵和磁力驅(qū)動(dòng)泵!隨著環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)"這種對(duì)無(wú)泄漏泵的需求將繼續(xù)呈廣泛而強(qiáng)勁的增長(zhǎng)趨勢(shì)!/0原動(dòng)機(jī)無(wú)極化和監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化未來(lái)的原動(dòng)機(jī)將能根據(jù)泵運(yùn)行工況的變化自排灌機(jī)械第RS卷第R期,TUUU年R月-李等$低比速離心泵水力設(shè)計(jì)進(jìn)展水泵技術(shù)")++),)-$)./VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速!而服役泵的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)使泵的并減小運(yùn)行維修費(fèi)用#工作更為可靠"此外新材料技術(shù)的研究也是今后泵行業(yè)發(fā)展泵的可靠性和節(jié)能則仍是最基本的要求#的重點(diǎn)"=QP=低比速離心泵理論與設(shè)計(jì)*北京$機(jī)械工業(yè)出版社"0袁壽其*)++1陳次昌主編*現(xiàn)代水泵設(shè)計(jì)方法*北京$兵器工業(yè)出版2金樹(shù)德"社對(duì)國(guó)內(nèi)泵行業(yè)來(lái)說(shuō)"還將向以下幾個(gè)方向發(fā)展$引進(jìn)消化深層化%特殊用泵國(guó)產(chǎn)化%普通用泵更新化和產(chǎn)學(xué)研一體化等#從目前發(fā)表的低比速泵研究文獻(xiàn)看出"主要集中于探討幾何參數(shù)與泵性能之間的關(guān)系"同時(shí)低比速泵特有的加大流量設(shè)計(jì)和無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)也已較為成熟#今后研究的重點(diǎn)將由過(guò)去的試驗(yàn)%外特性和孤立研究向理論%內(nèi)特性和系統(tǒng)化發(fā)展#應(yīng)加強(qiáng)旋轉(zhuǎn)葉輪內(nèi)部流場(chǎng)的測(cè)試"在掌握真實(shí)流動(dòng)機(jī)理的基礎(chǔ)上"建立一系列優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和計(jì)算模型"發(fā)展一套科學(xué)的能直接用于工程設(shè)計(jì)的包括造型設(shè)計(jì)%數(shù)值模擬和性能預(yù)測(cè)的&’(程序庫(kù)#對(duì)低比速泵而言"為了進(jìn)一步提高效率"應(yīng)設(shè)法控制葉輪內(nèi)的邊界層分離及葉輪出口的尾跡區(qū)等"這也是有待于進(jìn)一步研究的領(lǐng)域#參考文獻(xiàn))劉甲凡"王萬(wàn)能方數(shù)據(jù)秀*改善低比速離心泵不穩(wěn)定特性方法的分析*")++2/劉根宜*低比速離心泵葉片數(shù)的選擇*水泵技術(shù)")++3,3-$0+.2)3沙毅"曹武陵*超低比轉(zhuǎn)速離心式潛水泵設(shè)計(jì)實(shí)踐*水泵技術(shù)")++1,0-$2.34嚴(yán)敬*低比速離心泵55原理%參數(shù)優(yōu)化及繪形*成都$四川科學(xué)技術(shù)出版社")++61沈天耀*離心葉輪的內(nèi)流理論基礎(chǔ)*杭州$浙江大學(xué)出版社")+646朱祖超等*低比轉(zhuǎn)速?gòu)?fù)合離心葉輪設(shè)計(jì)探討*水泵技術(shù)")++3,3-$)).)/+查森"楊敏官*低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵提高效率的研究*江蘇工學(xué)院學(xué)報(bào)")+64"3,/-$).)0)7管仁強(qiáng)*離心泵葉輪水力模型無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)嘗試*排灌機(jī)械")+++")1,0-$)0.)/))張玉新等*無(wú)過(guò)載離心式渣漿泵的理論和設(shè)計(jì)*全國(guó)第二屆雜質(zhì)泵及固體屋管道水力輸送學(xué)術(shù)討論會(huì)議文集")+++81$/6.32)0汪建華*低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)*水泵技術(shù)")++2,4-$)7.)2)2何希杰*中低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)方法*水泵技術(shù)")++0,2-$0+.20低比速離心泵水力設(shè)計(jì)進(jìn)展作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：李昳，袁壽其，LiYi，YuanShouqi江蘇理工大學(xué)流體機(jī)械工程技術(shù)中心,江蘇省鎮(zhèn)江市,212013排灌機(jī)械DRAINAGEANDIRRIGATIONMACHINERY2000，18(1)7次1.劉甲凡.王能秀改善低比速離心泵不穩(wěn)定特性方法的分析1991(01)2.袁壽其低比速離心泵理論與設(shè)計(jì)19973.金樹(shù)德.陳次昌現(xiàn)代水泵設(shè)計(jì)方法19934.朱祖超低比速離心泵葉片數(shù)的選擇1995(05)5.沙毅.曹武陵超低比轉(zhuǎn)速離心式潛水泵設(shè)