东莞南方泵业丨离心泵节能设计方法

      根据比转数可以把东莞南方泵业泵分为离心泵、混流泵和轴流泵三大类。对南方离心泵，又可分低、中、高三种不同比转数。其中ns=23~80为低比转数离心泵；ns=80~150为中比转数离心泵；ns=150~300为高比转数离心泵。在转速一定的情况下，比转数越小，则流量越小，扬程越高。为了达到比较高的扬程，必须增加叶轮外径D2。而流量越小，则叶轮流道越窄。所以低比转数广东南方泵业水泵的叶轮直径比（D2/D0）较大，而相对宽度b2/D2较小。当ns＜23时，由于b2过窄，D2过大，这样不但增加铸造上的苦难，而且还会增加圆盘摩擦损失和降低水力效率。在这种情况下往往设计成多级泵或采用容积式泵。随着ns的增加，比值b2/D2也随着增大，而比值D2/D0却随之而减小。当ns＞300时，b2增大、D2减小到一定程度，叶道就过短，而且前后盖板的流线长度不一，从而会在叶轮出口处造成回流，使效率降低。在这种情况下，不但需要把叶片进口边向进口方向延伸，而且应使出口边顺斜。这样就从离心泵过渡到混流泵。混流泵的比转数ns=300~500。当ns增大，出口直径进一步减小，就从混流泵过渡至轴流泵，这时比值D2/D0=1，即叶轮进出口直径相等。

对于南方水泵的设计有速度系数设计法和加大流量设计法等，速度设计法是利用相似原理和产品统计系数来确定叶轮各部分尺寸，它可选择相应的速度系数来使东莞南方泵业泵设计成高效率的或高气蚀性能的。这是一种简便有效的设计方法。这种设计方法对于中高比转速泵设计效果较好，但对低比转速泵设计效果往往不佳。对于低比转速泵现在常常采用加大流量设计法。

加大流量设计方法之所以应用于低比转速南方水泵设计中，这时因为人们一般假定设计点为最高效率点，设计比转数即为最佳工况点比转数。这个假设对中高比转数离心泵较为适用，但若用于低比转数离心泵，则所设计的泵效率往往很低。为了提高低比转数泵的效率，节约能源，人们想了各种办法，其中主要是加大流量设计法。近10年来，国内有关单位及众多学者和技术人员对低比转数泵进行了大量的设计、研究和试验工作，已研制出一批优秀的低比转速泵水力模型，如IB型泵模型、IS型泵模型、BP型喷管泵模型，WB型微型泵模型等，其比转速ns从23到80，基本覆盖了低比转数范围，使低比转数泵的效率提高到一个新的水平。在上述优秀的低比转数泵模型设计中，主要采用了加大流量设计方法。

传统的离心泵设计方法是建立在一元理论上的，由于此设计法简便，至今仍是水泵设计最为常用方法。但随着时代的进步和科学技术的发展，三元叶轮设计方法已越来越多地应用于水泵叶轮的设计。过去低比转数离心泵通常采用圆柱形叶片，为了提高效率，目前也倾向采用扭曲叶片。中、高比转数叶轮由于流道较宽，不同流线上的进口流动角是不等的，为了使叶片进口安装角适应不同的流动角适应不同的流动角，叶片只有设计成扭曲形状才能提高效率。

对于南方水泵的设计还要综合考虑所有的影响因素，才能设计出理想的水泵。在叶轮的这些参数中，哪些是影响离心泵性能的主要因素呢？实践证明，D0、D1、b1对离心泵气蚀性能影响较大，b2对离心泵流量影响较大，D2、β2a对南方水泵扬程的影响较大，β2a对泵性能曲线形状影响较大。但是，对叶轮其它一些因素（如叶片数Z、包角φ、叶片厚度S、冲角∆β等）也需要认真对待。这些参数若选得协调，就能得到满意结果。在这方面灵活性是较大的，或者说，目前这些参数之间尚未找到严格的关系，选取是否适当，在一定程度上取决于设计者的经验。

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