離心泵理論揚(yáng)程的計(jì)算

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)1滑移系數(shù)1．1滑移系數(shù)的定義有限葉片數(shù)葉輪出口相對(duì)速度滑移量的大小一般用滑移系數(shù)來(lái)衡量，滑移系數(shù)的定義主要有以下兩種[1

2、：(1)斯托道拉(Stodola)滑移系數(shù)以仉一墊(1)盯s一一LlJ“2式中“?！~輪出口圓周速度舳。?！~輪出口速度圓周分量的滑移量(2)普夫萊德?tīng)?Pfleiderer)滑移系數(shù)口。％=爰(2)式中日?！邢奕~片數(shù)理論揚(yáng)程日?！獰o(wú)限葉片數(shù)理論揚(yáng)程需要說(shuō)明離心泵的滑移并不是水力損失，它僅表示了泵能量轉(zhuǎn)換能力的下降。1．2滑移系數(shù)的計(jì)算公式滑移系數(shù)的計(jì)算公式主要有以下4種‘1~“8~1¨：(1)斯

3、托道拉公式(Stod01a)仉=1一號(hào)sinp2(3)式中2——葉片數(shù)如——葉片出口角(2)威斯奈公式(Weisner)r■‘仃。：卜掣(4)(3)普夫萊德?tīng)柟?Pfleiderer)％一1／(1+P)(5)其中P=搗驢=皖(·+焦)式中口——與泵結(jié)構(gòu)形式有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)R。、R。一一葉輪進(jìn)、出口半徑(4)斯基克欽公式(Stechkin)以。一1／(1+P)(6)其中P=搗妒=詈實(shí)際上，威斯奈公式是對(duì)斯托道拉公式的改進(jìn)；斯基克欽公式是對(duì)普夫萊德?tīng)柟降母倪M(jìn)，即取驢一兀／3，這樣使其更容易應(yīng)用。由相關(guān)研究嘲可知：斯托道拉公式應(yīng)用于離心泵時(shí)，其絕對(duì)誤差較大。由

4、于普夫萊德?tīng)柟街械慕?jīng)驗(yàn)系數(shù)很難確定，其實(shí)際應(yīng)用也很少。因此，本文僅對(duì)威斯奈公式和斯基克欽公式進(jìn)行比較分析。1．3滑移系數(shù)計(jì)算公式的對(duì)比分析為了比較分析威斯奈公式和斯基克欽公式，選取了25臺(tái)具有廣泛代表性的優(yōu)秀離心泵進(jìn)行計(jì)算分析，限于篇幅，僅給出其中8臺(tái)離心泵的參數(shù)，見(jiàn)表1所示。表1中的流量Q、揚(yáng)程H、轉(zhuǎn)速咒和總效率叩均根據(jù)試驗(yàn)所得。水力效率璣按下述方法計(jì)算。伽一7／仉‰(7)其中仉一1／(1+o．68挖_『2／3)叩。=1一O．07／(孢，／100)7／6根據(jù)表1中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和幾何參數(shù)，分別用威斯奈公式和斯基克欽公式計(jì)算理論揚(yáng)程、水力效率和總效率。當(dāng)用威

5、斯奈公式計(jì)算滑移系數(shù)時(shí)，理論揚(yáng)程可寫(xiě)成日。一等卜訾一麗‰式中D。——葉輪外徑6。——葉片出口寬度(8)妒z——葉輪出口排擠系數(shù)Q——理論流量當(dāng)用斯基克欽公式計(jì)算滑移系數(shù)時(shí)，理論揚(yáng)程可寫(xiě)成萬(wàn)方數(shù)據(jù)第12期劉厚林等：離心泵理論揚(yáng)程的計(jì)算89H。一盯。H。(9)其中，H。一“：刁圳釘。。由無(wú)滑移的出口速度三角形求得，設(shè)口。。為零。計(jì)算結(jié)果列于表2。由式(8)、式(9)及表2可知：滑移系數(shù)是理論揚(yáng)程計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵。表2中計(jì)算出的水力效率等于試驗(yàn)揚(yáng)程H除以理論揚(yáng)程H。，即璣一H／H。(10)表2中計(jì)算的總效率叩節(jié)一協(xié)仉7。(11)表2根據(jù)不同滑移系數(shù)的計(jì)算結(jié)

6、果Tab．2CaIculationresultsofslipcoefficient序號(hào)滑移系數(shù)理論揚(yáng)程水力效率總效率HtnfmHM?m’}Ls‘f％1hf％‰／％56．9468．6272．1087．8879．93104．686．8599．24‰}％52．3463．2767．9978．5771．0993．3372．3668．09O．6842O．644OO．7184O．6801O．6654O．6454O．62930．49390．7576O．7281O．7894O．8078O．7923O．7968O．8145O．7778134．4752．6S36．3930．34

7、21．3Z17．8015．6912．40146．3057．1038．5933．94Z3．9819．9518．8418．0882．6488．0482．4595．9286．52111．2391．24103．2675．9681．1877．7585．7576．9599．2276．0270．85為了更清楚地比較威斯奈公式和斯基克欽公式的計(jì)算結(jié)果，將25臺(tái)優(yōu)秀離心泵水力效率和總效率的計(jì)算結(jié)果繪制成圖1和圖2。由表2和圖1、圖2鬟＼i槲較·R*X＼》{》iL較躦圖1水力效率F喀1Hydraulicefficiency圖2總效翠Fig．2Totalefficiency可知

8、：用威斯奈公式計(jì)算的理論揚(yáng)程值比用斯基克欽公式計(jì)算的理論揚(yáng)程值大，且隨著比轉(zhuǎn)數(shù)的增大，這個(gè)差值也增大，中高比轉(zhuǎn)數(shù)泵差值在5m左右，對(duì)低比轉(zhuǎn)數(shù)泵，差值可達(dá)10m以上。因此根據(jù)威斯奈公式所算得的水力效率比用斯基克欽公式算得的水力效率小，中等比轉(zhuǎn)數(shù)一般小3％～8％，對(duì)低比轉(zhuǎn)數(shù)和高比轉(zhuǎn)數(shù)泵則超過(guò)了10％。故威斯奈公式預(yù)測(cè)的總效率比用斯基克欽公式預(yù)測(cè)的總效率低，中低比轉(zhuǎn)數(shù)泵一般小5％左右，低揚(yáng)程高比轉(zhuǎn)數(shù)泵則普遍小10％左右。由圖2可知：用威斯奈公式計(jì)算所得總效率隨著比轉(zhuǎn)數(shù)的增大與試驗(yàn)效率的差值也增大，而用斯基克欽公式計(jì)算則相反；當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)小于65時(shí)，用威斯奈公式計(jì)算的

9、總效率比較接近試驗(yàn)效率；當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)大于65時(shí)，用斯基克欽公式計(jì)算的總