基于不同影响因素下的矿用水环真空泵性能优化研究

发布时间：2021-11-24 21:36

　　利用FLUENT软件建立了水环真空泵的仿真模型,研究分析了不同运行参数和结构对水环真空泵运行性能的影响规律。结果发现:叶轮转速对性能影响比较显著,在吸气量达到实际使用要求的前提下,应该对叶轮转速进行控制以降低其功耗;圆弧形叶片形式和椭圆形泵壳形式有利于水环真空泵性能的提升,因此在实践应用中应该优先选用这些结构形式。 

【文章来源】：机械管理开发. 2020,35(08)

【文章页数】：3 页

【图文】：

水环真空泵三维几何模型

叶轮转动速度是水环真空泵运行过程中的重要技术参数，对其工作性能有决定性的影响。在实际工作过程中允许叶轮转速在一定的范围内波动，以顺应不同的工况条件。为分析叶轮转动速度对水环真空泵性能的影响，将转动速度设置为300～380r/min，每间隔20 r/min取值计算。如图2所示为不同叶轮转动速度条件下对应的水环真空泵性能参数变化曲线。由图2数据可知，吸气量和轴功率随着叶轮转速的增加随之不断增加，等温压缩效率却随转速的增加而表现出降低的趋势。主要是由于转速增加后，水环真空泵的功率消耗以及等温压缩功率均在增加，但是前者的增加速度更快。根据等温压缩效率的定义不难理解，其会随着转速的增加而逐渐降低。煤矿领域在选用水环真空泵时抽气量以及能耗是两个重要的选型指标。基于上述分析可以看出，吸气量和功率消耗是两个相互矛盾的参数，吸气量的增加意味着功率消耗的增加。所以水环真空泵在实践应用时，在吸气量满足实际使用需要的前提下，应该尽可能控制叶轮转速。具体而言，可以通过变频调控技术对其速度进行有效控制。

仿真模拟结果发现，椭圆形泵壳在吸气阶段结束时，水环边界正好与叶轮外缘相切，在一定程度上增加了月牙形空间体积。另外，将圆弧形泵壳改进成为椭圆形泵壳后泵壳增大，使得吸气区域的很多叶片区域都可以将月牙形空间维持在较大的水平，保证了水环真空泵运行的稳定性和可靠性。经过计算发现，圆弧形泵壳的吸气量大约为505 m3/min，而椭圆形泵壳的吸气量大约为570 m3/min。由此可知，将圆弧形泵壳修改成椭圆形泵壳，使得水环真空泵的吸气量提升了12.87%左右。因此，在生产泵壳时，应该优先使用椭圆形泵壳，以提升吸气量。4 结论

【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿瓦斯抽放用水环真空泵工作液温度调节控制系统研究[J]. 赵勇,孟凡瑞,赵国勇,赵玉刚,孙海波,张丽丽.  煤矿机械. 2019(09)
[2]2BEC系列水环式真空泵在东曲煤矿的应用[J]. 张慧星.  能源与节能. 2015(10)
[3]水环式真空泵运行故障分析及对策[J]. 李毅.  机电工程技术. 2015(07)
[4]水环真空泵优化试验与分析[J]. 王静.  农村牧区机械化. 2010(06)



本文编号：3516795