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潜水切割泵的优化设计方案分析
点击次数:367 发布时间:2018-09-04
   潜水切割泵的优化设计方案分析
  潜水切割泵是一种通用机械,同时又是一种耗能设施。据资料统计显示,我国建国以来建起的数万座泵站的用电量约占全国总发电量的20%,耗电量巨大。然而大多数泵站因容量偏大,运行效率低,能源浪费也十分严重。装置效率普遍代于50%,远低于原水利部颁发的55%。无用功率达泵站装机容量的30%-50%。一方面通过新的水力模型或制造技术将效率从现有的水平提高1%也是困难的,另一方面泵在运行时其效率下降10%却是常事。泵站中的水泵在多数情况下实际工况常偏离其设计工况,使运行效率大大降低。一些大功率潜水切割泵尚无法在实验室测试其性能。
  为满足用水要求和经济运行的目的进行潜水铰刀泵实现完全优化设计,往往需要改变流量、扬程使其工作点发生变化。叶轮机械内部流动分析一直是研究的热点问题,由于叶轮的旋转和表面曲率所引起的哥氏力和离心力,使叶轮内的流动相当复杂,且常伴有流动分离和尾迹流等。
  一直以来,国内外的潜水切割泵制造商家对于新泵的研制普遍采用以下程序:先设计几个叶轮、泵壳,然后建立模型,上试验台,通过修改、设计、再试验等程序,直到满足用户的要求。如此繁的过程造成了大量的时间、人力和财力的消耗。如果能依据设计出来的潜水切割泵的叶轮、蜗壳等水力参数预估泵的特性曲线,显然能减少潜水切割泵的模型制作 、试制、试验费用,缩短设计、制造周期,具有很现实的意义。
  潜水切割泵泵体叶轮采用CAD技术进行反复修改设计,使泵体和叶轮得到理想匹配,流道宽阔,污物通过性好叶轮经严格平衡,从而使振动减至低,并在很大限度地延长轴承和机械密封的寿命,潜水切割泵电机设计制造的潜水电机,防护等级为PX8.定子绕组为F级绝缘,绝缘材料的极限工作温度155c。绕组内嵌有过热保护元件,通过电控柜对电机进行保护。
  随着计算机技术的发展和计算机的普及,对潜水切割泵的水力设计、结构设计等进行优化已经成为现实可行的有效方案。潜水切割泵的优化设计是根据设计要求(流量、扬程 和汽蚀余量等),按照某种优化原则和优化方法,选择和确定潜水切割泵叶轮及泵体等过流部件的几何参数和结构形式,潜水铰刀泵水力处理能力设计方法使所设计出来的潜水切割泵性能满足起初给定的要求。泵的优化设计是实现泵获得良好性能的主要方法之一。
  潜水切割泵设计计算系统所基于的思想也必然是一个整体、综合的优化思想,即多目标、多变量、有约束的优化设计。根据优化设计的对象、优化的原则和手段的不同,潜水切割泵优化设计可分为试验优化设计、速度系数优化设计、损失极值法优化设计、准则筛选法优化设计和完全优化设计等。
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