合理設(shè)計誘導(dǎo)輪、離心輪及蝸殼等過流部件

對超低比轉(zhuǎn)速高速誘導(dǎo)輪離心水泵而言，其流量小轉(zhuǎn)速高，很容易出現(xiàn)小流量工況下的進口回流、二次流、尾流-射流結(jié)構(gòu)及流動分離、及葉輪出口的二次流，因此采用上面這些措施還不能完全保證高速離心水泵能夠獲得穩(wěn)定的特性線，況且上面這些措施基本上是以犧牲效率和汽蝕性能為代價的，而超低比轉(zhuǎn)速高速離心水泵的效率比較低，因此這些措施對提高高速離心水泵的效率是不利的。因此在設(shè)計時就必須同時兼顧穩(wěn)定性、效率和汽蝕性能的要求。已有研究表明要使超低比轉(zhuǎn)速高速誘導(dǎo)輪離心水泵能夠獲得較好的小流量工作穩(wěn)定性、較高的效率和汽蝕性能的最有效途徑之一就是采用長、中、短葉片相間的復(fù)合葉輪。

面定性地分析了誘導(dǎo)論進口回旋流、葉輪進口回流、葉輪流道里的二次流、葉輪流道里的尾流-射流結(jié)構(gòu)與流動分離、以及葉輪出口的二次流等不穩(wěn)定因素的產(chǎn)生機理，實際上這些不穩(wěn)定因素是互相影響的。誘導(dǎo)輪進口前緣產(chǎn)生的繞流線旋渦會加劇離心輪進口的繞流線旋渦，也使葉輪流道內(nèi)的二次流旋渦加強，從而加強了葉輪流道里的尾流-射流結(jié)構(gòu)，助長了葉輪流道的邊界層分離傾向，也增強了葉輪與蝸殼聯(lián)合工作時產(chǎn)生的二次流和水力損失。這些不穩(wěn)定因素的產(chǎn)生，導(dǎo)致很大的水力損失，其對超低比轉(zhuǎn)速高速誘導(dǎo)輪離心水泵的影響就表現(xiàn)為在外特性上的揚程流量特性線H~Q出現(xiàn)正斜率上升段，致使很容易在小流量工況下產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，甚至會嚴重影響高速離心水泵的運行。因此必須控制這些不穩(wěn)定因素，即實際上就是要在設(shè)計時保證水泵能夠獲得穩(wěn)定的H~Q特性線，其控制措施主要可從兩方面來進行

合理設(shè)計誘導(dǎo)輪、離心輪及蝸殼等過流部件；

采用合理的結(jié)構(gòu)措施。
1.2.1合理設(shè)計誘導(dǎo)輪、離心輪及蝸殼等過流部件
超低比轉(zhuǎn)速高速誘導(dǎo)輪離心水泵的揚程流量特性線是由理論揚程曲線減去總的水力損失曲線得到的。理論揚程曲線是一條隨流量增加呈直線下降的特性線，因此要使高速離心水泵的揚程流量特性線不出現(xiàn)正斜率上升段，實際上就是要盡量減少各項水力損失，特別是要減少小流量工況下的由于產(chǎn)生上述幾個不穩(wěn)定因素而引起的各項水力損失。下面就如何合理設(shè)計誘導(dǎo)輪、離心輪和蝸殼等過流部件進行討論。

1.2.1.1誘導(dǎo)輪的參數(shù)控制
誘導(dǎo)輪進口前緣產(chǎn)生的回流主要是由于圓周速度分布不均勻而引起的。由于采用正沖角設(shè)計以及為了提高高速離心水泵效率而采用的加大流量設(shè)計，均導(dǎo)致小流量工況下的液流角比設(shè)計工況下小，在旋轉(zhuǎn)的作用下，就不可避免地產(chǎn)生回流及其引起較大的水力損失。要減少回流損失，就應(yīng)該在設(shè)計時取較小的進口液流沖角，這樣對提高誘導(dǎo)輪的汽蝕性能也是很有好處的，但必須保證誘導(dǎo)輪產(chǎn)生的出口揚程能夠滿足離心輪不首先發(fā)生汽蝕破壞所需的能量要求，因此設(shè)計時必須綜合考慮。既要具有較低的回流損失和較高的汽蝕性能，又要滿足離心輪進口的能量要求，最理想的辦法是將誘導(dǎo)輪設(shè)計成變螺距型式。變螺距誘導(dǎo)輪較小的葉片進口安放角可使誘導(dǎo)輪減少進口回流損失和提高汽蝕性能，較大的出口葉片安放角可使誘導(dǎo)輪產(chǎn)生較高的出口揚程以滿足離心輪進口的能量要求。

    1.2.1.2離心輪的參數(shù)控制
    離心輪是低比轉(zhuǎn)速離心水泵的最關(guān)鍵的過流部件，因為水泵所能產(chǎn)生的揚程是靠葉輪旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。如何合理設(shè)計離心輪使水泵獲得穩(wěn)定的揚程流量特性線，國內(nèi)外許多學者都進行了研究。文獻5～8從各個方面研究了葉輪及水泵體的主要幾何參數(shù)對水泵特性線的影響，并提出了一些原則和控制措施，如采用較少的葉片數(shù)、較小的葉片出口角、較大的葉片包角、較小的液流進口沖角、以及較小的葉片出口寬度等等。

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