泵特性曲线及调节方法.doc

第三章 泵特性曲线及调节方法 第一节 部分流量区域不稳定特性分析 轴流泵的曲线在部分流量区域出现不稳定的马鞍形。从关死点到最高效率点的工作范围称为部分流量域，下面针对部分流量域进行分析。 图3-1轴流泵的特性曲线和叶轮内流动状态 图中曲线的A点对应图3-1a，表示最高效率点附近的流态，液体沿着叶片表面平顺流过。 曲线上的B点，流量减小后对应的流态（图3-1b） 图3-2轴流泵和斜流泵的可调节叶片 2、调节叶片的泵特性曲线 （图3-3） 轴流泵特性曲线 斜流泵特性曲线 图3-3轴流泵特性曲线及斜流泵特性曲线 3、调节叶片角度参数的变化 按系列模型试验结果统计的泵角度改变对参数的影响： 轴流泵：叶片角度每次改变1度，流量变化2.75%，扬程变化约0.2m 斜流泵：叶片角度每次改变1度，流量变化4.15%，扬程变化约0.5m 由此可见： 斜流泵调节角度流量扬程变化范围约比轴流泵大一倍。 轴流泵调节角度扬程基本不变。 斜流泵调节角度流量扬程变化均比较大。 4、调节叶片机构 叶片调节原理图 如图（3-4）所示，接力器8由机械 或液压控制上下移动，通过推拉杆 带动操纵架7、连杆6和叶片转臂5， 使叶片1转动，改变叶片角度。 （2）叶片调节机构 叶片调节机构主要分液压式和机械式两种（图3-5）。 机械式 液压式 图3-5 叶片调节机构 液压式和机械式两种结构的比较，如表3-1所示 表3-1液压式和机械式调节机构的比较 方式项 目 液压式 机械式 适应范围（1） 大型泵 口径2800mm以上 大中型泵 口径（800～2800）mm 操作方法 油压 电动机（交流、低压电源） 辅机 压力油罐（2）、空压机、储油罐、仪表类、压力油泵 操作用电动机和调节器 占地面积 需要有设置辅机的面积 和固定叶片相同 控制特性 能精确控制 能控制 停电时的适应性（3） 依靠压力油罐，即使停电也可以控制 直至电源恢复为止，停电时的叶片角度保持不变 维护保养 辅机多而复杂 辅机少而简单 注：（1）可调叶片的操作力，根据叶片的大小和扬程的高低有所不同，故本表表示的只是大致范围。 （2）也有减少辅机，用油泵直接控制叶片角度的方法。 （3）切换手动状态厚，也可以手动操作。 二、前导叶调节 （一）调节原理 前导叶调节主要用于斜流泵和轴流泵，它是在主叶片前安装可以调节角度的前导叶。改变前导叶角度，改变了叶轮进口液流的旋转分量，从而改变液流产生的 扬程。正预旋（和叶轮旋转方向相同），使最优工况的流量减小，反预旋使最优工况的流量增加。前导叶调节又称预旋调节。 （二）调节机构 可调前导叶和可调前导叶泵的结构简图，如图3-6所示 (a)可调前导叶斜流泵 （b）可调前导叶 图3-6调节机构 （三）可调前导叶泵的特性曲线（图3-7） 图3-7 前导叶调节斜流泵特性特性 （四）前导叶调节的优点 结构比较简单。 在一定范围能调节泵的流量扬程，保证泵高效运行。 有利于改善小流量区域的抗汽蚀性能和运行稳定性。 有限的正预旋，可提高泵的效率。 预旋降低扬程的程度，随流量的增加而增大，所以正预旋的流量扬程曲线和无预旋时相比变陡。 （五）改变前导叶角度泵参数的变化 如图3-8所示，导叶方向未改变时，进口相对速度的方向大致和叶片进口方向一致，泵的效率最高。当前导叶方向改变时，绝对速度的方向和导叶方向一致（）。要保证有高的效率其相对速度的方向也应和叶片方向一致（与方向相同）。利用相似三角形的几何关系，可求得改变前导叶角度时的流量比的公式 图3-8 前导叶调节和速度三角形 下面求计算扬程比的公式，以轴流泵为例，轴流泵叶片进出口圆周速度相等，轴面速度也相等。故可把叶片进出口速度三角形画在一起，如图3-8所示，其中虚线表示改变前导叶角度后的速度三角形。由速度三角形可得 因为和扬程成正比， 和流量成正比，所以 即 -２- 1——叶片；2——叶片转轴； 3、4——轴承；5——转臂； 6——连杆；7——操纵架； 8——接力器 图3-4 叶片调节原理图