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新型井泵叶轮极大直径设计法

发布日期:2020-06-03  浏览次数:543

  引言

  目前,国内外的深井离心泵可归纳为两种。一种是S形流道深井离心泵,如图1所示,其实质是按斜流泵的设计方法设计的深井离心泵。另一种是径向导叶深井离心泵,如图2所示。

  其实质是按普通离心多级泵的设计方法设计的深井离心泵。从图中可以清楚地看出来,这两种深井离心泵的叶轮外径D2都约等于导叶进口内径D3,而比导流壳最大内径D4小得多。

  S形流道深井离心泵是因为导流壳下端要装螺栓,叶轮要装进导流壳,只得比导流壳入口还要小。径向导叶深井离心泵是因为按照原先的设计理论导流壳内有正导叶,叶轮要装进导流壳,只得比正导叶内径D3还要小。

  在第一种深井离心泵基础上,也有把螺栓连接改为拉杆连接的,但因为在原结构基础上建立起来的设计理论没有变,叶轮外径D2仍然约等于导叶进口内径D3,远远小于导流壳最大内径D4。第二种深井离心泵虽然取消了正导叶,只保留反导叶,也因为设计理论没有变,叶轮外径D2 仍然小于导叶进口内径D3,更小于导流壳最大内径D4。

  由于井泵受机井井壁管内径限制,导流壳的直径已经很小了,叶轮直径再受原设计方法限制,其单级扬程自然就很低了。而单级扬程低,一台井泵就需要更多的叶轮和导流壳,就会增加井泵的长度和生产成本。

  《井用潜水泵型式和基本参数》 和《长轴离心深井泵 型式与基本参数》中规定的井泵单级扬程都比较低,就是因为现有的深井离心泵设计方法有缺陷的结果。

  GB/T2816-2002《井用潜水泵中取消了对单级扬程的规定,在国内企业掀起了提高井泵单级扬程的研究高潮,金沙澳门唯一官网在这个研究高潮中提出了创新的深井离心泵叶轮极大直径设计法,可以把井泵的单级扬程提高许多,大多数都能提高50%左右,个别的可以提高一倍多,同时水泵效率也能达到国家标准规定的指标。

  现把这种创新的深井离心泵设计方法介绍给大家,与大家共同探讨。

  1.水泵设计观念的改变

  1.1根据结构条件确定水力设计方法

  传统的水泵设计观念是水力设计高于结构设计,为了水泵效率提高1%,不顾产品成本增加10%。

  在传统设计观念的指导下,斜流式叶轮配空间导叶的水力设计和结构形式成为深井离心泵的主要设计方法(如图1所示),因为这种形式的水泵效率较高,流量和扬程也与国家标准规定值相符。

  但是,这种形式的深井离心泵,其轴向尺寸最大,叶片的制造难度最大,生产成本最高,因此,其综合经济效益很低。

  如果改变设计观念,把结构设计放在水力设计的前面,根据结构条件确定水力设计方法,把降低生产成本和提高可靠性放在第一位,使水力设计适应结构设计的需要,则对于深井离心泵而言,就需要采用图3所示的结构形式,这是一种采用叶轮极大直径设计法与反导叶导流壳配套的结构形式,这种结构形式可以实现叶轮直径最大,导流壳长度最短的结构要求。

  在这种结构形式下研究水力设计的方法,就有希望获得最大的经济效益。

  从理论上说,水泵效率的高低由水力损失、容积损失和机械损失的高低决定,而容积损失和机械损失的高低本身就是由结构设计决定的,只有水力损失的高低由水力设计决定,而减少水力损失的主要措施是尽量减小液流在流动过程中的速度矢量变化率,

  因此,只要新结构能够满足这个要求,就可以实现高效率的水力设计。即使新结构在控制速度矢量变化率方面不如原结构容易,导致水泵效率降低1%,但生产成本能够降低三分之一的话,则不仅对企业是有利的,对社会也是有利的,因为生产成本的降低也是能源消耗的降低。

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