离心泵相似设计

离心泵相似设计

前言

离心泵最简单快捷、安全可靠的设计方法是采用成熟的模型泵进行相似设计（即相似缩小或放大设计）。

教科书告诉我们：泵的相似定律建立了几何相似的泵在相似工况下性能参数之间的关系。也就是说，如果泵性能参数之间存在着上述关系，泵是几何相似和运动相似的。

在相似定律的基础上，可以推导出对一系列几何相似的泵、性能之间的综合数据。如果各泵的这个数据相等，则这些泵是几何相似和运行相似的。这个综合数据就是比转速n_s。本文将介绍相似设计的具体步骤，供初学者参考。

相似设计的步骤

以下为泵沙龙以前做过的某一项目真实的相似设计案例，具体步骤供参考。

01

要求的实型泵参数

流量Q=1100 m³/h，扬程H=42 m，转速n=1450 rpm。

02

计算实型泵比转速

03

选择模型泵

从公司现有成熟产品中找到一款125-230B型泵的比转速与此泵比较接近，可以借用该水力模型。

模型泵的水力性能为：

Q=238 m³/h，H=15.1 m，n=1450 rpm，

η=84.5 %，n_s=125.6。模型泵叶轮直径为246 mm

04

计算缩放系数

计算其平均值，则缩放系数 λ = 1.667

05

缩放后实型泵效率估算

实际效率（保守）取85%。

06

配用电机功率的估算

估算泵的轴功率P：

则配用电机功率为160 kW，n=1450 rpm。

07

实型泵叶轮直径估算

实型泵叶轮直径D=246×1.667≈410（mm）

特别说明

1） 同一台泵在不同工况下具有不同的n_s值，作为相似准则的n_s是指在最大叶轮直径和在给定转速、在最佳效率点流量下的值。

2）比转速是根据相似理论推导得出的，可以作为相似判据，即几何相似的泵在相似工况下n_s值相等。

3）对于缩放后的效率估算公式，相似放大时，效率估算误差相对较小；而相似缩小时，误差相对较大。仅供参考。

4）上述相似设计中未提及NPSHR，在实际的项目设计中不应忽视泵汽蚀余量的变化。

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