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多级泵叶轮切削技术的原理分析

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2015-03-13 14:28【

多级泵叶轮切削技术的原理分析

1 基本原理

叶轮切削是指加工处理多级泵叶轮的直径来降低传输到系统流体当中的能量。叶轮切削对于过分保守的设计或者系统负荷发生了变化所导致的多级泵容量偏大的情况是个非常有用的改进措施。叶轮切削降低了叶轮的端速,并由此直接地降低了传递到系统流体介质上的能量,并且降低了多级泵所产生的流量和压力。多级泵相似性定律提供了在恒定的泵速度条件下叶轮尺寸及泵输出之间的理论关系:

在这里:Q=流量;H=扬程;BHP=泵电机的制动马力(下标1=原始泵,下标2=经过叶轮切削后的泵);D=直径

在实际应用当中,由于流动的非线性导致这些关系并不是非常的精确;然而,叶轮切削对流量、压头以及功率的基本作用仍然是有效的。例如,叶轮直径减少2%会产生大约2%的流量下降, 4%的压头下降和6%的功率下降。对于比较小的变化而言,相似定律可以作为一个大概的判断,叶轮切削的终结果取决于系统曲线和泵性能的变化。

2 多级泵叶轮切削的优点

降低叶轮尺寸的主要好处是降低运行及维护保养成本。通过旁通管线和节流阀所浪费的能量以及通过系统噪音和振动所扩散的能量都会变得更少。叶轮切削的节能量基本上与直径降低的立方成正比。因为电机和水泵都存在一个效率问题,所以电机实际消耗的功率会高于流体功率。

除了节能之外,多级泵叶轮切削还可以降低管道系统、阀门及管道系统支架的磨损。流体流动产生的管道系统振动会导致管道焊接部位和机械接头疲劳。随着使用时间的推移,焊缝和接头会出现裂纹和松动,导致系统泄漏进而不得不进行停工检修。从设计的观点,过大的流体能量也不是所期望的。管道支架的间隔设定和选型通常情况下根据其能够承受的管道及流体的静负载、来自系统内部的压力负载,以及温度变化所造成的热膨胀(在热动力应用场合)来进行的。过大流体能量所产生的振动负载设计时并没有考虑在内,所以会导致系统泄漏、停工检修及额外维护保养。

3 叶轮切削的使用范围

当系统存在下面列出的现象时,可考虑采用叶轮切削的方法:系统的大多数旁通阀打开,表明系统设备内的流量过大;系统需要过分节流来控制流到系统或工艺的流量;存在高噪音或者振动等级表明流量过大。泵远离其设计点运行与从制造商买一个更小的叶轮相比,切削的效果要稍差一些。但是,在许多情况下,制造商可以提供的更小尺寸规格叶轮对系统负载来说太小,有时制造商甚至没有更小型的叶轮可以提供。在这种情况下,叶轮切削可能是比更换整个泵/电机更实用的方法。

 


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