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常見水泵效率下降的原因以及不銹鋼螺桿泵轉子的結構特點

點擊:14 日期:2021-12-10 選擇字號:
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常見水泵效率下降的原因以及不銹鋼螺桿泵轉子的結構特點
      水泵效率用η表示,是指水泵的有效功率與軸功率之比的百分數,水泵的效率越高,水泵工作時的能量損失越小。
      水泵長時間的使用,運行效率會明顯下降,運行效率降可低2~5%,嚴重的可以使水泵效率降低l0%以上。分析原因如下:
1、由于水流的長時間沖刷,水泵流道內壁和葉輪過水面變得粗糙不平,水泵內流道的摩阻系數增大,再加上水在泵內的流速很大,水頭損失增加。水力效率降低。
2、由于在泵前投加藥物或水質等原因,使泵殼內嚴重積垢或腐蝕。泵殼內積垢嚴重的可以使泵殼壁厚增加2mm左右,而且水泵內壁形成垢瘤,使泵體容積縮小、抽水量減少、并且流道粗糙,水頭損失增加??头e效率和水力效率都降低。
3、由于水泵加工工藝造成的鑄造缺陷、汽蝕、磨蝕、腐蝕和化學浸蝕等原因造成泵流道內產生空洞或裂縫,水流動時產生旋渦而造成能量損失。水力效率降低。
4、葉輪表面的汽蝕。由于葉片背水面運行時產生負壓,當壓力Pk≤Pva時,產生汽穴和蜂窩表面后,在電化學腐蝕作用下,使泵葉汽蝕。
5、容積損失和機械損失。由于泵使用時間長,機械磨損產生漏失和阻力增大,使容積效率和機械效率降低。


       不銹鋼單螺桿泵是按迥轉嚙合容積式原理工作的新型泵種,主要工作部件是偏心螺桿(轉子)和固定的襯套(定子)。由于該二部件的特殊幾何形狀,分別形成單獨的密封容腔,介質由軸向均勻推行流動,內部流速低,容積保持不變,壓力穩定,因而不會產生渦流和攪動。每級泵的輸出壓力為0.6MPa,揚程60m(介質為清水時揚程60米,根據介質的比重和粘度的不同水泵揚程也會不同),自吸高度一般在6m,適用于輸送介質80度以下,特殊要求可達150℃。因定子選用多種彈性材料制成,所以這種泵對高粘度流體的輸送有一般泵種所不能勝任的特點。


       不銹鋼螺桿泵定子結構設計方案,一種是把定子襯套中的兩直線段改為向內凸而且和兩端半圓相外切的兩半徑相等的圓弧,即內凸定子螺桿泵;另一種是針對當前正在研制的等壁厚定子螺桿泵提出的。


     對于內凸定子螺桿泵,首先求出了其端面型線方程表達式,然后根據位移補償原理,確定了內凸定子的幾何模型,并對其進行有限元分析。在均勻工作壓力下,其位移、應力和剪應變的分布情況與改進前的定子是類似的,并且數值變化不大。通過拾取內凸圓弧段上的有限節點,來分析位移補償的程度,結果表明,位移補償是足夠的.在接觸分析中,不論轉子位于定子圓弧頂處,還是轉子處于定子中間位置時,內凸定子剪切應變較改進前都大大降低,這說明改進后的螺桿泵定子的剪切變形得到了有效的改善。


     對于等壁厚定子螺桿泵,在均勻內壓作用下,等壁厚定子內輪廓線上的法向位移zui大值分布與改進前螺桿泵的情況正好相反,出現在圓弧段中間處,而并非直線段中點處,所以法向位移沿自然坐標系的分布大體呈M型,另外,從變形程度來看,等壁厚定子較改進前螺桿泵定子的變形更小。同時,等壁厚定子的應力和剪切力較改進前都明顯降低。在非均勻工作壓力下,等壁厚定子內輪廓線上的法向位移較同壓差情況下改進之前的螺桿泵相比,其數值大大降低。但剪應變分布與改進前有根本的區別,其剪應變位于橡膠襯套與缸體外套的交界面附近,因此等壁厚螺桿泵定子橡膠的疲勞性能可能比改進前的螺桿泵要差。所以在等壁厚定子的設計和制造中,要更加注重提高橡膠襯套與缸體外套之間的粘接質量。

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