低比轉數潛水電泵無過載設計-電器技術問題解答-天津奧特泵業有限責任公司 about

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     電器技術問題解答 => 低比轉數潛水電泵無過載設計  
    發布日期:[2017-12-21]    共閱[1133]次
        低比轉數潛水電泵是抽取地下水的主要設備,在農村、礦山、自
    來水公司、鐵路、地熱開發等領域都有廣泛的應用。然而目前低
    比轉數潛水電泵在實際運行時性能很不穩定,壽命較短,其中泵
    過載燒毀電動機是其中一個重要原因。
      低比轉數潛水電泵的軸功率曲線會隨著流量的增大而不斷上
    升,比轉數越低,軸功率曲線的上升趨勢就越明顯1141.目前國內
    低比轉數潛水電泵配套電動機功率一般為額定工況軸功率的
    1.2~1.3倍,當揚程很低時,最大軸功率有可能超過額定工況軸功
    率的1.5倍。因此,高揚程的低比轉數潛水電泵在低揚程工況使用
    時會導致過載燒毀電動機。所以,無過載低比轉數潛水電泵的研
    究對于提高泵的使用壽命、可靠性等有重要的現實意義。
      1設計方法經試驗研究發現,葉輪的設計對泵無過載性能影響
    較大,通過葉輪設計技術的創新,使泵的軸功率特性曲線變得更
    加平坦,盡量減小最大軸功率值,使其小于額定工況軸功率的1.2
    倍。在泵的全部揚程范圍內都不會出現過載問題的同時還可以減
    小配套電動機功率,達到節能的目的。
      低比轉數潛水電泵葉輪設計時,結構參數的確定要受到最大
    軸功率值、葉片泵基本方程式、兩相流原理3個方面的制約。
      11設計判別公式的提出葉輪結構參數對清水離心泵軸功率的
    影響,已經做過不少研究,推導出清水離心泵最大軸功率值及其
    位置的關系式為而在低比轉數潛水電泵試驗研究中發現其最大軸
    功率一般都大于清水泵Pmx計算值,但不大于0.275P2UnDbxan2/n.
    因此,要滿足低比轉數潛水電泵軸功率的極值不大于額定設計工
    況下軸功率1.2倍的要求,設定參數判別公式為
    0.275P2UnQbxt%/ng a―滑移系數Q―葉輪出口直徑,m―葉輪出口
    圓周速度,m/s b―葉輪出口寬度,mX2―葉片出口排擠系數心―
    葉片出口安放角,(°nm―泵的機械效率,g―重力加速度,m/S
    Q―泵額定工況下的流量,m /sH―泵額定工況下的單級揚程,
    mne―泵額定工況下的效率,12揚程公式對參數選擇的要求葉輪結
    構參數的選擇還要滿足在額定流量下揚程的設計要求,即滿足葉
    片泵基本方程式為n――泵的水力效率,V―葉輪出口軸面速度,
    m/s U―葉片進口圓周速度,m/sV―葉片進口圓周分速度,m/s葉
    輪結構參數選擇時,只要滿足的最大軸功率為73. 5kW小于電動機
    的配套功率901W隨著流量進一步增大,軸功率曲線呈下降趨勢,
    則泵在全部揚程范圍內無過載。在額定流量下,單級葉輪下的軸
    功率P2e為226kWP2mM/P2e=24.5kW/22.6k¥=1.08<1達到了減小最
    大軸功率的目的。
      截取葉輪和導葉中間回轉面,得到葉輪內部流場的相對速度
    矢量圖、葉輪和導葉內部流動的湍動能分布圖,分別如和所示。
      由可以看出,葉輪內部速度場均勻、流暢,沒有流動擴散現
    象,無明顯回流區。由可以看出,葉輪和導葉內部流動的湍動能
    分布均勻,沒有大的湍流脈動,湍流損失較小,說明葉輪設計符
    合流體的流動規律。
      2.3試驗及分析果分別如表1所示,其中轉速為2950r/mn低于
    電動機配套功率90kW達到無過載要求。在額定設計流量Q=8m/h
    時,軸功率約為740kW最大軸功率與設計點工況軸功率的比值為
    76.9/740=1.04低于設計要求的1.2倍目標,Fluen數值計算與試驗
    結果基本吻合。由表1可知,泵在額定流量工況下的效率為
    58.2%,高于規定效率52 1%.說明按照提出的參數判別公式設計葉
    輪,能夠滿足設計要求。
      表1泵的性能試驗結果流量揚程軸功率電動機輸入功率/iw泵
    效率/% 3結論確定了葉輪結構參數對低比轉數電泵軸功率特性的
    影響,并給出了無過載葉輪設計控制公式:
    0.275P2unDbX12/n<1.2pgQH/n根據該公式設計的低比轉數潛水電
    泵可以實現最大軸功率小于額定工況軸功率1.2倍的要求。
      通過泵最大軸功率值的減小,可使配套電動機功率適當減
    小,改變以往用“大馬拉小車”的方式來實現無過載的方法,節
    約了能源。
     
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