遠洋泵業讓挖泥泵更高效

作者：抽沙泵生產廠家人氣：發表時間：2020-03-23 15:40

泰安市遠洋泵業是領先的挖泥泵制造商，我們生產挖泥泵有30年的歷史。我們的產品在世界各地都享有很高的知名度，并具有做工精美，性能可靠和質量優良的特點。我們的產品在國內外市場上都很受歡迎，并遠銷巴西，馬來西亞，印度尼西亞，泰國，韓國，尼日利亞和其他國家和地區。我們贏得了客戶的信任和良好認可。

在挖泥泵的使用中有兩個最重要的問題困擾客戶，一是挖泥泵的耐磨性，也就是挖泥泵的使用壽命。二是挖泥泵的效率。對于挖泥泵的耐磨性問題，我們在三年前就有了很完美的解決方案，通過材質的提高和熱處理的改進，挖泥泵的使用壽命提高了3倍以上。對于挖泥效率的問題，我們的工程師團隊也一直在研究，一直在學習世界最先進的技術，最近的研究成果證明我們的產品效率又有了大的進步。我們把工程師如何提高效率的過程介紹給你。

一、影響挖泥泵泵效率的主要原因就是葉輪

        遠洋泵業以極大設計法對葉輪進行優化改進。并應用CFD技術預測分析葉片機械內部的復雜流動現象。如流動分離、動靜干涉和二次流等。CFD通過分析三維流場分布來指導葉片機械幾何參數的改進。通過對比不同葉片幾何形狀對流場分布的影響，對葉片幾何參數進行了優化，使泵效率得到了顯著提高。CFD的這種反設計方法改善了流場分布并減少了葉輪內部殘余旋渦的存在，通過改變葉片包角和安放角等參數對葉輪進行了優化。采用葉輪極大直徑設計法設計的斜切式葉輪具有以下優點。

        1. 葉輪前蓋板直徑約等于泵體內壁直徑，在有限的泵體直徑條件下，使葉輪直徑達到極大值，從而提高泵的揚程。雖然在葉輪的結構參數中，葉輪直徑D2、出口寬度b2和出口安放角β2都對揚程有明顯影響，但對揚程影響最大的是D2 ，而且加大b2和β2都會加大泵在低揚程大流量工況下的功率，并有可能導致超載運行，甚至燒壞電動機，因此采用葉輪極大直徑是獲得極大揚程的最好方法。葉輪前蓋板直徑延伸至接近于泵體內徑。在這種情況下，高速的液流在離開葉輪流入泵腔時，其流動方向會由徑向向軸向發生90°急劇轉向，由此會在泵壁處產生很大的沖擊損失。然而實際上液流在流出葉輪時，其軸面速度較小，圓周速度卻很大，故一般不會造成水力損失的增加。在傳統的離心泵中，葉輪出口與泵壁之間存在著一個較大的環形空間，而經過該進的離心泵的葉輪出口與泵壁之間的環形空間卻較小，液流在環形空間內的速度會較高。而事實上液流在離開葉輪進入環形空間時的流速一般確實是很高的，且往往比環形空間內的液流流速高很多，因此適當地增加環形空間內的液流流速可以有效地減小液流速度的變化率，從而進一步減少水力損失。

        2. 葉輪前蓋板以泵軸為中心呈錐面，使流液在葉輪出口有向上運動的趨勢，這有利于提高泵的效率。葉輪前蓋板呈錐面形狀，使葉輪流道的軸面寬度從進口到出口逐漸減小，這可以為收縮流道的設計提供有利條件，至少可以減少流道的擴散程度，也可以提高泵的效率。

        3. 葉輪的葉片出口寬度b2對水泵性能影響很大，故適當加大b2不僅可以提高揚程，還可以提高泵的效率。其準確選擇可以通過優化水泵效率的數值模擬，篩選出最高效率的葉片出口寬度b2值。

        4. 葉輪的葉片進口邊向進口延伸，可使葉片的后蓋板流線更長一些，這樣不僅可以防止葉輪出口發生二次回流，還有利于提高泵的揚程和效率。由于改進后的泵葉輪后蓋板直徑小于葉輪前蓋板直徑，所以在葉輪出口的后蓋板壓力會低于前蓋板壓力。如果葉輪后蓋板出口處的壓力太低，有可能發生二次回流，即葉輪打出去的液體再回到葉輪內。若把葉輪葉片進口邊向進口延伸，使葉片的后蓋板流線更長一些，則可以提高葉輪后蓋板出口處的壓力，以防止葉輪出口發生二次回流。同時，葉輪葉片進口邊向進口延伸，還可以減小葉片進口邊的液流沖擊損失和提高水泵效率。

二、試驗數據處理方法

        ① 揚程的計算公式

        式中：Pd，Ps為泵出口、進口處液體的靜壓力；Vd，Vs 為泵出口、進口處液體的速度；Zd，Zs 為泵出口、進口到任選的測量基準面的距離。

        ② 效率的計算公式

        挖泥泵計算公式

        式中：ρ為泵輸送液體的密度，kg/m³；Q為泵的流量，m³/s；H為泵的揚程，m；g為重力加速度；P為軸功率，kW；Pe為有效功率，kW。

        ③ 標準性能的換算

        挖泥泵計算公式

        式中：nsp為規定轉數；n為測量電機轉數；Q為規定轉數下的流量；QT為測量流量。

        挖泥泵計算公式

式中： H_T為規定轉數下的揚程；H為測量轉數下的揚程。

挖泥泵計算公式

        式中： P_T為規定轉數下的輸入功率；P為測量功率；Psp為規定液體的密度；ρ為試驗液體密度。

         挖泥泵公式

式中：nT為規定轉數下的效率；n為測量轉數下的效率。

三、確定關鍵因素

根據專業知識及新型挖泥泵的特殊結構設計要求，取下列七組幾何參數作為試驗因素：β2（出口安放角）、D2min（葉輪后蓋板外徑）、b2（出口寬度）、Z(葉片數)、D1（葉片進口直徑）、Δβ1（葉片進口沖角），具體位置如圖所示。

葉輪二維水力圖

試驗目的：對模型泵流量Q=2200m³/h、揚程H=30m、轉速n=730r/min、比轉速n_s= 128提出最優效率設計方案。對泵優選方案的偏小流量2100m³/h、額定流量2200m³/h、偏大流量2300m³/h進行兩級全流場的數值模擬，網格劃分總數為87萬、殘差收斂精度為10^-4、采用標準k-ε模型、SIMPLEC算法、葉輪和導葉表面粗糙度為0.025mm、葉輪進口密封端面軸向間隙完全密封。基于模擬結果，對泵的優化方案的三個工況的壓力分布和速度分布等進行分析。

壓力分析：

圖1 葉輪三個工況下的中截面的靜壓云圖

圖1所示為葉輪三個工況下的中截面的靜壓云圖。可知三個工況下的靜壓都由葉輪進口向出口均勻遞增，在葉片尾部工作面壓力達到最大，可以看到葉片背面靠近進口區域壓力最小。

速度分析：

圖2 葉輪三個工況的中截面相對速度矢量圖

湍動能分布圖

圖3 葉輪三個工況的湍動能分布圖

        圖2所示為葉輪三個工況的中截面相對速度矢量圖，圖3為葉輪三個工況的湍動能分布圖。葉輪內液體速度分布均勻，無明顯回流、旋渦，整體對稱性表現明顯。做整級流道的X=0截面，得到如圖2所示的額定流量下的速度矢量圖及湍動能分布圖。整個流道無明顯的回流、旋渦，葉輪出口速度最大，經葉輪后速度逐漸變小，符合實際情況。葉輪出口斜切，因此出口速度指向后蓋板，對泵內壁無明顯沖擊，可知增加葉輪前蓋板直徑并不會增大葉輪出口處的沖擊損失。

        遠洋泵業運用CFD軟件Fluent對泵型進行數值模擬，得出的分流葉片幾個設計參數：β₂（出口安放角）、D_2min（葉輪后蓋板外徑）、b₂（出口寬度）、Z(葉片數)、D₁（葉片進口直徑）、Δβ2（葉片進口沖角）主次順序影響關系，并預測其水力性能，經試制其樣機并比較試驗結果，表明數值模擬能較好地預測其水力性能，為我們的設計及改進提供了依據。

        經過新的技術改進后，我們做了實驗的樣機，經過清水試驗和混合液體實驗，挖泥泵泵的效率比以前提高了3%，這對于挖泥泵來說，就是一個非常大的進步。我們的工程師團隊一直都在追求技術的進步，一刻也沒有停歇。

        遠洋泵業始終關注客戶的需求，并始終改進和更新我們的產品，以滿足客戶的要求和當地施工環境，為客戶定制個性化的產品。我們致力于提供完美和獨特的挖泥泵，完善的客戶服務，不懈地滿足客戶的需求，客戶的滿意是我們最重要的商業信譽。我們始終是您最好的合作伙伴。有任何的關于挖泥泵的問題可以咨詢我們的工程師：18605381019

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