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优化原型叶轮流量参数

[ 时间:2018-02-07 来源:http://www.kenflor.com 作者:肯富来水泵厂 点击: ]

在相同转速和出口压强工况下,三种叶轮旋转截面上的压强分布后弯型叶轮压强分布范围最小,压强沿叶轮周向分布较为均匀,压强的分布较好的符合了水流的流动轨迹,因此效率较高。在相同出口压强下,前弯型叶轮压强分布范围最大,分布最不均匀,叶片之间产生了明显地沿叶形方向的压强梯度,导致叶片间涡流存在;且在相同出口压强下,前弯型叶片流量最大,因此流动损失和撞击损失最大,导致效率最低。

图1:叶轮出口压强

叶轮出口压强

在同为2850rpm的转速下,三种叶轮随着出水口高度的降低,其流量呈上升趋势,其效率则先上升后下降。其原因为当流量过小时,排水管回流较多,佛山肯富来水泵泵壳内的涡流也较为密布,因此效率不高:随着流量上升,水流动能上升,回流及涡流减小,效率得到提升;而当流量超过一定值后,水流与壁面碰撞损失继续增大,摩擦损失也增多,此时效率开始下降。

 

当流量小于20L/min时,三种叶轮中,后弯型叶轮的效率最高。当流量大于20L/min时,前弯型叶轮的效率最高;当流量大于25L/min后,后弯型叶轮效率降到最低。其原因主要为,当流量较大时,后弯型叶片由于静压不足,静压比较小,因此全压效率较低。因此后弯型叶轮不适用于流量较高的场合。后弯型最髙效率点流量值和原型叶轮12000pa工况下产生流量26.89L/min偏离较大,所以不适用。前弯型叶轮在流量较大工况下,其产生静压相对较大,全压效率降低较少,在标准工况下相同流量时实现了较大的效率提升,因此适用。

 

后向型叶轮在相同出口压强下效率最高,然而其流量在各工况下不具有优势;前向型叶轮在大部分压强工况下保持了和PLC叶轮一样的效率,其流量实现了较大提升,且其在工况流量附近效率最高。因此选择前向型叶轮作为最终优化方案与原型对比。

 

优化后的叶轮工况为2850ipm,而原型叶轮工况为3000rpin转速。优化后的叶轮在降低转速的基础上实现了流量提升,主要原因有两点。一方面3mm叶片高度提升增大了叶轮流道的流量输送体积,另一方面前向型的叶片设计使得流体压头增大,减小了出水管道与排水腔交界处的水流回流现象。优化后的叶轮在出口压强为l0000pa工况之前,效率与原型基本一致,在12000pa标准工况下,效率得到了一定提升。

 

流量大于10L/min时,优化后的叶轮输送相同流量的流体,其效率相比原型均得到提高。当原型佛山肯富来水泵叶轮工作于12000pa出口压强,转速为3000rpm工况时,其产生的流量为26.89L/min,其全压效率为24.54%。当前向型叶轮Forward工作于12000pa出口压强,转速为2850rpm工况时,其产生的流量为28.67L/min,其全压效率为25.56%。其流量和效率分别在原来基础上提升了6.62%,和4.16%。

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