利用现有水泵高效点开发新型水泵的设计

摘 要：泵是一种应用非常广泛的通用机械，有液体流动的地方就有泵在工作。泵又是一种耗能设备，据统计，泵的耗电量约占全国总发电量的1/5，然而现在大多数泵站的水泵运行效率低，能源浪费十分严重。文章主要介绍如何充分利用现有优秀水力模型高效点的参数设计新模型，提高开发的新水泵效率，节约能源。

关键词：相似定律；比转a数；高效点

离心泵以其结构简单，适用范围广，运转可靠，操作维修方便等优点在农业和水利工程、城镇给排水、火力发电厂、采矿工业、化工行业、交通运输等国民经济各领域得到广泛应用。而且，随着科学的发展，离心泵的应用正在迅速扩大。我们可以利用现有的优秀水力模型高效点的参数设计新的模型。

1 对现有模型的参数点数据进行分析

（1）泵的相似定律建立了几何相似的泵，在相似工况下，性能参数之间的关系。

也就是说，如果泵性能参数之间存在着上述关系，泵是几何相似和运动相似的。

但是用相似定律来判别泵是否几何相似和运动相似，既不方便，也不直观。在相似定律的基础上，可以推出对一系列几何相似的泵，性能之间的综合数据。如果各泵的这个数据相等，则这些泵应该是几何相似和运动相似的，因此可以用相似定律换算性能之间的关系，这个综合数据就是比转数，也称比转速简称比速，用ns表示。

我国规定计算ns的单位：Q-m3/s H-m n-r/min

（2）比转数是根据相似理论推得的，可以作为相似判据，即几何相似的泵在相似工况下ns值相等。反之，一般说来ns值相等的泵，是几何相似和运动相似的。但不能说ns相等的泵就一定几何相似。

（3）现对WQB420-10-22 的数据进行分析

具体数值为 Qm-420m3/h Hm-10m nm-1460r/min

由： 得：

经试验后其结果如表1所示。

由JB/T5118 标准查得：Q1=420m3/h、H1=10m、P1≤26.403kW、机组效率？浊1=54.2%。

通过该泵试验结果可以看出：在额定点时，WQB420-10-22 输入功率为18.72kW≤26.403kW，机组效率67.2%≥54.2%，由此可以看出该泵在额定点时，输入功率小、效率高，属于高效节能产品。

2 利用相似方法设计新品WQB210-7-7.5

相似设计法又称模型换算法。此方法简单可靠，成为泵的主要设计方法之一，得到广泛应用。设计的大体步骤为：

（1）按给定的参数（Q、H、n）计算欲设计泵的ns。

（2）选择性能良好的模型泵，模型泵的ns应与设计泵的ns相等或相近。

（3）按设计泵和模型泵的参数（Q、H、n）计算尺寸系数λ。由相似定律得

（4）实型泵的各尺寸按D=？姿QDM计算。其中λ用？姿D或？姿H均可，但一般选用其中较大的值或用其平均值。现对WQB210-7-7.5 的数据进行分析， 具体数值为Q-210m3/h H-7m，选择n=1460r/min。

由

则ns≈nsm，说明WQB210-7-7.5的转速选择是合适的。由相似定律得

选用其平均值

综上所得：WQB210-7-7.5 的型线完全可以为WQB420-10-22 型线的0.81倍。

WQB210-7-7.5 试验后其结果如表2所示。

由JB/T5118 标准查得：Q1=210m3/h、H1=7m、P1≤9.458kW、机组效率？浊1=50.1%。

通过该泵试验结果可以看出：在额定点时，WQB210-7-7.5输入功率6.48kW≤9.458kW，机组效率63.01%≥50.1%，由此可以看出该泵在额定点时，输入功率小、效率高，属于高效节能产品。

3 结束语

通过对WQB210-7-7.5 水泵投放市场产生的经济效益看，其前景非常广阔，如果按利润300元/台计算，年产量5000台，可以新增利润150万元，并且其效率大大高于标准，确实做到了低碳节能，给国家和工厂带来很大的经济效益和社会效益，也是对环保事业的一份贡献。

参考文献

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[2]陈同宝.煤矿电气防爆技术基础[M].徐州：中国矿业大学出版社，2012.

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[4]张国忠，齐长喜.浅析电气设备的防爆与防护[J].炼油与化工，2007（1）.