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一、研究背景及意义 离心泵性能曲线存在驼峰，对泵的运行是相当不利的。国内外相关泵标准都明确规定， 离心泵的性能曲线不能存在驼峰，性能曲线应具有稳定性。即大流量点至零流量点的扬程曲 线应呈连续上升趋势，关死点扬程最高。 在离心泵产品设计过程中，产生驼峰的原因主要分为两种情况：第一种，当比转数比较小时，由于叶轮的圆盘损失比较大，使得泵的效率比较低，为了追求较高的泵效率，设计人员往往喜欢釆用增大流量的设计方法；还有一种情况，当泵的流量比较小时，叶轮流道较窄，为了制造方便，往往釆用加大叶轮出口宽度的方法进行设计，实际上也相当于加大流量，由于以上原因，使运行工况位于小流量区。而低比转数泵在小流量区容易出现不稳定现象。 由于产品设计工作人员片面地追求高效率，同时关于离心泵无驼峰的设计理论还不够完善，在实际的离心泵产品中，经常出现离心泵性能曲线有驼峰的现象，这种做法是非常有害的。 二、国内外研究现状 关于如何减少或消除离心泵扬程曲线驼峰的研究，国内外已有大量报道。早在本世圮 30年代，Hansen在总结试验结果的基础上就绐出了叶片出口角和叶片数Z与扬程曲线驼峰之间的关系。关酲凡等研究表明β2越大，H-Q 曲线中间越容易出现最大值，即成为驼峰曲线。牟介刚、张生昌等人通过对离心泵实际性能曲线形成的分析，总结归纳了性能曲线产生驼峰的机理，提出离心泵理论性能曲线的斜率绝对值对性能曲线的稳定性有着重要的影响。张保祥、殷玲玲等人通过对离心泵的理论分析，总结出无驼峰设计方法。袁寿其等系统的总结了叶轮和泵体几何参数对离心泵扬程曲线驼峰的影响情况，并深入的讨论了其设计和选择的原则和机理。 三、消除离心泵扬程曲线驼峰的途径 由于泵的实际扬程曲线是从理论扬程曲线中减去各顶损失而得，因此减少或消除扬程曲 线驼峰的一个基本原则是使理论扬程曲线下斜程度加大，下面将讨论欧拉方程中各几何参数 对其的影响情况。 3.1 1)叶片数 叶片数的多少对叶轮流道内的轴向漩涡有显著影响。例如当叶片数减少后，叶轮间流道 增加，进而叶轮出口处滑移增加，随流量增加扬程急剧下降。 2)叶片出口角 低比速离心泵叶片出口角度<90°范围内，欧拉理论扬程Ht随流量Q的增加单调减小， 且流量越小，理论扬程曲线下降越快，则泵的实际扬程曲线越不易产生驼峰。 3)叶片出口宽度 b2越小，扬程曲线更加陡降，驼峰减小，但不利于提高泵的性能。 4)叶片出口排挤系数 叶片厚、排挤系数大时，扬程曲线越陡，从而可减小或消除驼峰。 5)斜切叶轮出口 斜切叶轮出口后盖板，使流经前后盖板的液体所获的能量基本相同，是减小或消除驼峰 的有力措施。 6)径向切削叶片出口边 径向切削叶片出口边虽对效率影响不大，但扬程显著提高，关死点扬程的提高更显著， 故消除了扬程曲线的驼峰和拐点。 7)叶片形状 显然叶片形状对驼峰也有影响。由图表（注：未见图表），绐出了扭曲叶片、对数螺线叶片和直叶片在相同条件下的效率、驼峰值及驼峰位置。不难发现，直叶片可获得较小的驼峰值，驼峰处的流量也较小，且泵效率与其他叶片相差较小。因此，对低比速泵可釆用直叶片，它不但有较好的性能，且铸造工艺简单。 8)叶片进口形状 叶轮进口形状对关死扬程和驼峰有较重要的影响。叶片前伸并减薄，不但可增加扬程曲 线的稳定性，而且泵效率也能略有提髙。 9)叶轮进口二次回流 在叶轮进口流道内设置整流器，可以防止小流量区特别是减弱进口二次流，从而提髙关 死扬程，减小或消除扬程曲线的驼峰。 10)叶片进口冲角 在小流量时由于叶轮进口处的冲击损失太大，而使关死扬程及小流量区的扬程减小，因 而易出现驼峰。而选取较小的冲角，会影响到大流量区的性能，故应综合考虑。 11) 轴面形状 由于轴面流道倾斜，减小了叶轮进口的冲击损失，也使前后盖板的流线长度基本相同， 减少了出口二次流，增加扬程曲线的稳定性。 3.2 1)泵体喉部面积Ft 减小Ft对没有驼峰的扬程曲线确实能使其变得更加陡降，但对消除驼峰的效果却不甚 明显。 2)蜗壳形状 减小驼峰或消除驼峰，应设计成对称蜗壳。 3)导叶进口角 减小进口角，可使泵体适应小流量工况，提髙了关死点附近的扬程，增加了扬程曲线的 稳定性。 4)导叶进口部分 3.3 叶轮和泵体相对位置对驼峰的影响 1)隔舌间隙 减小隔舌与叶轮之间的间隙，有利于提髙小流量区的扬程，从而减小或消除扬程曲线驼 峰。 2)不同叶片出口部分与泵体的配合 在实际工作中可去低比速泵叶轮的前后盖板，并在圆周方向和轴向倒圆叶片，使叶片突 出为舌尖，以获得稳定的扬程曲线和提髙性能。 3.4 转速n对驼峰的影响 提髙转速可减小或消除驼峰，但转速的提髙受到诸如气蚀等很多因素的限制，实际上很 少釆用这种方法来消除驼峰。 四、结论 虽然目前国内外有很多相关的资料和消除措施，但很多情况都会降低泵的效率，因而使 用时还须全面考虑。综述了目前国内外减小或消除离心泵扬程曲线驼峰的研究现状。总结了 几何参数对驼峰曲线的影响和机理。 网络收集资料，如有侵权，请联系，及时删除。 |
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