离心泵多工况水力优化设计

发布时间：2021-12-02 16:03

　　目前的国家标准或者行业标准中,不管是对离心泵水力效率还是离心泵机组效率都是通过考核设计点的效率进行能耗评价。在大部分的实际应用中,离心泵都运行在不同的工况点,考虑多工况运行效率对离心泵能耗的考核更加全面,更接近离心泵运行实际情况。本文介绍了欧盟最低能效指标（MEI,Minimum Efficiency Index）的多工况能耗评价方法,通过实际案例对低比转速离心泵进行了多工况优化设计,并通过试验验证了离心泵多工况水力优化设计的有效性,为离心泵的节能优化设计提供参考。 

【文章来源】：水泵技术. 2020,(04)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图１?ＭＥＩ效率屋??

?１３０．７７??１２９．?８６??１２８．８０??１２７．?７５??２离心泵多工况水力优化设计??２．１离心泵模型设计参数??本文以低比转速端吸离心泵设计为例，对其进??行多工况水力优化设计。其设计参数为流量Ｐ?＝??５４?ｍ３／ｈ、扬程／／＝５４?ｍ、转速?ｎ?＝２９００?ｒ／ｍｉｎ、比??转速?ｎｓ＝６５．?１。??２．２水力设计过程??依据给定的设计参数，离心泵结构尺寸按照??ＩＳ０２８５８标准进行优化设计。离心泵为水平轴向吸??人、中心垂直向上吐出结构，结构示意图如图２所??示。按照速度系数法对叶轮、蜗壳进行初步设计，??初步方案完成后，进行三维建模、划分网格，进行??水力仿真计算，计算结果后处理并进一步优化。离??心泵和叶轮的计算域如图３、图４所示。根据ＭＥＩ??效率屋的规则，对３个流量点仿真结果进行分析考??核，３个流量点分别为设计额定流量的０．７５倍、??１．０倍和１．?１倍。优化筛选后，获得两个优化方??案，即方案Ａ和方案Ｂ。??方案Ａ和方案Ｂ的水力仿真计算结果分别如??表２和表３所示。实际生产中由于受水力部件粗糙??度、叶轮和泵体口环之间间隙不均匀等的影响，计??算分析中考虑了适当的富余量。传统的优化仅考虑??设计额定工况点的优化结果，从两个方案结果对比??可以看出额定点效率值ｒ？Ａ?＞?，按照传统的单工??况评价方法，方案Ａ更优。??图２离心杲结构图??

２０２０年第４期??ｒｉ＊基技??图４叶轮Ｕ？算域示意图??为了更加直观地表达仿真计算结果之间的差??异，把方案Ａ和方案Ｂ的性能曲线绘制在一张图??上，对比曲线如图５所示。从图５可以看出：方案??Ａ的设计额定点和大流量点计算效率高于方案Ｂ的??表２方案Ａ仿真计算结果??Ｑ／（ｍ３／ｈ）??Ｈ?／ｍ??ｒｊ／％??Ｐ２／ｋＷ??０．１５Ｑ??４０．５??６２．?１１??６９．?８５??９．?８０３??＼．０Ｑ??５４??５９．０４??７６．４１??１１．３５８??１．?１＾??５９．４??５７．３２??７６．５??１２．?１１６??表３??方案Ｂ仿真计算结果??Ｑ／（ｒ??ｎ３／ｈ）??Ｈ?／ｍ??ｒ］?／％??ｒ２／ｋｗ??０．１５Ｑ??４０．５??６０．７８??７０．５４??９．?５００??＼．０Ｑ??５４??５７．?２８??７５．?６８??１１．?１２６??１．?＼Ｑ??５９．４??５５．６９??７６．２３??１１．８１３??－Ｑ－Ｈ－Ａ??Ｑ－Ｈ－Ｑ??？?Ｑ－Ｐ＾－ｔＫ??－？－Ｑ－ＰｒＢ??Ｑ－?ｒ＼?－Ａ??￣Ｑ－?ｆ］?￣Ｂ??°３２?３６?４０?４４?４８?５２?５６?６０?６４＊＊（＞??图５方案Ａ与方案Ｂ性能曲线对比??额定点计算效率，而在部分流量点，方案Ａ的计??算效率低于方案Ｂ的计算效率。??按照ＭＥＩ评价的多工况水力优化设计，不以??单点来考核，而采用设计工况点的扬程为约束条??件，以多个工况点的加权平均功率最小为目标进行??全局优化。本案例离心泵考虑二次供水领域应用，??结合使用实际情况，３个工况点的运行时间占比如??表４所示。??通过加权计算我们得出：??Ｐ２Ａ?＝


本文编号：3528757