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轴流泵的性能调节,通常采用两种方法:
1. 变速调节 我们已经知道,轴流泵是在一定转速下工作的,而且获得相应的流量、扬程、功率和效率等。当转速改变后,它的性能参数也相应地发生变化,从而达到调节的目的。如果轴流泵是采用柴油机或汽油机作动力的,可改变油门大小来变速;如果轴流泵与动力机相联是采用三角皮带或平皮带间接传动装置的,则可以改变传动皮带轮直径来变速,更换主动轮或从动轮都可以,目的是改变传动速比。变速调节水泵性能,比较经济,适用范围较广,对所有农用水泵均能采用。
2. 变角调节 从构造来看,轴流泵叶轮具有巨大的轮毂,便于安装可调角度的叶片。当叶片安装角度改变后,叶片对水的升力也就改变了,从而改变了水泵的工作性能,这就是轴流泵的变角调节。随着叶片安装角的增大、变小,轴流泵的流量、扬程、功率即随之而变,但是,效率高点却没有什么变化,极有利于轴流泵性能调节。
根据叶轮构造上,叶片安装角的装置情况,叶片分为三种类型:
(1)固定式叶片 叶片和轮毂铸造成为一整体,叶片安装角在设计制造时已固定了,在使用过程中不能调整。这种叶轮多用于小型泵。
(2)半调节叶片 在叶轮轮毂上,将每块叶片的固定螺帽和定位螺丝松开,根据要求,把叶片安装角调整成一致,并紧固之。一般叶片安装角从负100—180。在这个范围内,按使用要求来调节。
(3)活叶式叶片 叶片借助特别设计的角度调节机构来调整,不必拆卸叶轮,就可以直接操纵机构来改变叶片安装角度,其调节范围从0—260。叶片角度调节机构有机械调节和液压调节两种。这种叶轮多为大型轴流泵采用。
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潜水轴流泵水力模型的设计实践
1. 水力模型的设计指导方法
(1)变环量、变轴面速度升力法设计基础 升力法源于叶栅理论,用于轴流泵叶片设计时,做了如下假设:
1)流体介质经过叶片时,各圆柱面流层之间互不干扰。
2)在计算升力时,假定叶片为无限翼展,可以利用二元翼型的试验或理论计算,再加以对直列翼栅的修订。
3)轴流泵的水力效率或水力损失可以通过已有水力模型效率,可以估算。
(2)潜水轴流泵环量的径向分布规律 变环量设计方法的主要着重点是按叶轮机械的流动情况,使环量分布沿叶片径向有变化,即根部和叶梢部(外周缘)负荷较小而中部负荷较大。因此采用变环量设计,正是适应潜水轴流泵内实际流态的一种有效手段。而这手段运用得好坏,关键在于根据具体设计要求,合理选择环量分布规律。
在设计实践中,结合理论分析和模型试验的情况看,推荐用笔者统计回归的计算公式:
Γ(r)=ΚrΓ0
式中 Γ(r)——环量分布函数,r为叶轮半径;Γ0 ——平均分布环量;Κr——径向环量分布系数,Κr=-2.83r2i +4.64ri-0.8,ri为各个圆柱面的半径。
(3)潜水轴流泵轴面速度的分布规律 在设计实践中,结合理论分析和模型试验的情况看, 轴向环量分布系数Κm推荐用计算公式:
Κm=-1.807r2i +3.037ri-0.215 (2)
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轴流泵的工作原理及基本构造
轴流泵的工作是以空气动力学中的升力理论为基础的。当叶轮高速旋转时,泵体中的液体质点就会受到来自叶轮的轴向升力的作用,使水流沿轴向方向流动。
轴流泵外型很像一根水管,泵壳直径与吸水口直径差不多。轴流泵按泵轴的工作位置可以分为立轴、横轴和斜轴三种结构形式。由于立轴泵占地面积小,轴承磨损均匀,叶轮淹没在水中,启动无需水,还可以采用分座式支承方式并且能将电机安置在较高位置上,以防被水淹没,因此大多数轴流泵都采用立式结构。图2-9(a)所示为立式半调(节)式轴流泵的外形图,图l—20(b)所示为该泵的结构图,其基本部件由吸人管1,叶轮(bao括叶片2,轮毂体3