利用現有水泵高效點開發新型水泵的設計

摘 要：泵是一種應用非常廣泛的通用機械，有液體流動的地方就有泵在工作。泵又是一種耗能設備，據統計，泵的耗電量約占全國總發電量的1/5，然而現在大多數泵站的水泵運行效率低，能源浪費十分嚴重。文章主要介紹如何充分利用現有優秀水力模型高效點的參數設計新模型，提高開發的新水泵效率，節約能源。

關鍵詞：相似定律；比轉a數；高效點

離心泵以其結構簡單，適用范圍廣，運轉可靠，操作維修方便等優點在農業和水利工程、城鎮給排水、火力發電廠、采礦工業、化工行業、交通運輸等國民經濟各領域得到廣泛應用。而且，隨著科學的發展，離心泵的應用正在迅速擴大。我們可以利用現有的優秀水力模型高效點的參數設計新的模型。

1 對現有模型的參數點數據進行分析

（1）泵的相似定律建立了幾何相似的泵，在相似工況下，性能參數之間的關系。

也就是說，如果泵性能參數之間存在著上述關系，泵是幾何相似和運動相似的。

但是用相似定律來判別泵是否幾何相似和運動相似，既不方便，也不直觀。在相似定律的基礎上，可以推出對一系列幾何相似的泵，性能之間的綜合數據。如果各泵的這個數據相等，則這些泵應該是幾何相似和運動相似的，因此可以用相似定律換算性能之間的關系，這個綜合數據就是比轉數，也稱比轉速簡稱比速，用ns表示。

我國規定計算ns的單位：Q-m3/s H-m n-r/min

（2）比轉數是根據相似理論推得的，可以作為相似判據，即幾何相似的泵在相似工況下ns值相等。反之，一般說來ns值相等的泵，是幾何相似和運動相似的。但不能說ns相等的泵就一定幾何相似。

（3）現對WQB420-10-22 的數據進行分析

具體數值為 Qm-420m3/h Hm-10m nm-1460r/min

由： 得：

經試驗后其結果如表1所示。

由JB/T5118 標準查得：Q1=420m3/h、H1=10m、P1≤26.403kW、機組效率？濁1=54.2%。

通過該泵試驗結果可以看出：在額定點時，WQB420-10-22 輸入功率為18.72kW≤26.403kW，機組效率67.2%≥54.2%，由此可以看出該泵在額定點時，輸入功率小、效率高，屬于高效節能產品。

2 利用相似方法設計新品WQB210-7-7.5

相似設計法又稱模型換算法。此方法簡單可靠，成為泵的主要設計方法之一，得到廣泛應用。設計的大體步驟為：

（1）按給定的參數（Q、H、n）計算欲設計泵的ns。

（2）選擇性能良好的模型泵，模型泵的ns應與設計泵的ns相等或相近。

（3）按設計泵和模型泵的參數（Q、H、n）計算尺寸系數λ。由相似定律得

（4）實型泵的各尺寸按D=？姿QDM計算。其中λ用？姿D或？姿H均可，但一般選用其中較大的值或用其平均值。現對WQB210-7-7.5 的數據進行分析， 具體數值為Q-210m3/h H-7m，選擇n=1460r/min。

由

則ns≈nsm，說明WQB210-7-7.5的轉速選擇是合適的。由相似定律得

選用其平均值

綜上所得：WQB210-7-7.5 的型線完全可以為WQB420-10-22 型線的0.81倍。

WQB210-7-7.5 試驗后其結果如表2所示。

由JB/T5118 標準查得：Q1=210m3/h、H1=7m、P1≤9.458kW、機組效率？濁1=50.1%。

通過該泵試驗結果可以看出：在額定點時，WQB210-7-7.5輸入功率6.48kW≤9.458kW，機組效率63.01%≥50.1%，由此可以看出該泵在額定點時，輸入功率小、效率高，屬于高效節能產品。

3 結束語

通過對WQB210-7-7.5 水泵投放市場產生的經濟效益看，其前景非常廣闊，如果按利潤300元/臺計算，年產量5000臺，可以新增利潤150萬元，并且其效率大大高于標準，確實做到了低碳節能，給國家和工廠帶來很大的經濟效益和社會效益，也是對環保事業的一份貢獻。

參考文獻

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