常見(jiàn)水泵效率下降的原因以及不銹鋼螺桿泵轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
點(diǎn)擊：677 日期：2021-12-10
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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?jǐn)?shù)，水泵的效率越高，水泵工作時(shí)的能量損失越小。
水泵長(zhǎng)時(shí)間的使用，運(yùn)行效率會(huì)明顯下降，運(yùn)行效率降可低2～5%，嚴(yán)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(zhǎng)時(shí)間沖刷，水泵流道內(nèi)壁和葉輪過(guò)水面變得粗糙不平，水泵內(nèi)流道的摩阻系數(shù)增大，再加上水在泵內(nèi)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(zhì)等原因，使泵殼內(nèi)嚴(yán)重積垢或腐蝕。泵殼內(nèi)積垢嚴(yán)重的可以使泵殼壁厚增加2mm左右，而且水泵內(nèi)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。客積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(xué)浸蝕等原因造成泵流道內(nèi)產(chǎn)生空洞或裂縫，水流動(dòng)時(shí)產(chǎn)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(yùn)行時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓，當(dāng)壓力Pk≤Pva時(shí)，產(chǎn)生汽穴和蜂窩表面后，在電化學(xué)腐蝕作用下，使泵葉汽蝕。
5、容積損失和機(jī)械損失。由于泵使用時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械磨損產(chǎn)生漏失和阻力增大，使容積效率和機(jī)械效率降低。
不銹鋼單螺桿泵是按迥轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dú)的密封容腔，介質(zhì)由軸向均勻推行流動(dòng)，內(nèi)部流速低，容積保持不變，壓力穩(wěn)定，因而不會(huì)產(chǎn)生渦流和攪動(dòng)。每級(jí)泵的輸出壓力為0.6MPa，揚(yáng)程60m（介質(zhì)為清水時(shí)揚(yáng)程60米，根據(jù)介質(zhì)的比重和粘度的不同水泵揚(yáng)程也會(huì)不同），自吸高度一般在6m，適用于輸送介質(zhì)80度以下，特殊要求可達(dá)150℃。因定子選用多種彈性材料制成，所以這種泵對(duì)高粘度流體的輸送有一般泵種所不能勝任的特點(diǎn)。
不銹鋼螺桿泵定子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，一種是把定子襯套中的兩直線(xiàn)段改為向內(nèi)凸而且和兩端半圓相外切的兩半徑相等的圓弧，即內(nèi)凸定子螺桿泵;另一種是針對(duì)當(dāng)前正在研制的等壁厚定子螺桿泵提出的。
對(duì)于內(nèi)凸定子螺桿泵，首先求出了其端面型線(xiàn)方程表達(dá)式，然后根據(jù)位移補(bǔ)償原理，確定了內(nèi)凸定子的幾何模型，并對(duì)其進(jìn)行有限元分析。在均勻工作壓力下，其位移、應(yīng)力和剪應(yīng)變的分布情況與改進(jìn)前的定子是類(lèi)似的，并且數(shù)值變化不大。通過(guò)拾取內(nèi)凸圓弧段上的有限節(jié)點(diǎn)，來(lái)分析位移補(bǔ)償?shù)某潭?，結(jié)果表明，位移補(bǔ)償是足夠的.在接觸分析中，不論轉(zhuǎn)子位于定子圓弧頂處，還是轉(zhuǎn)子處于定子中間位置時(shí)，內(nèi)凸定子剪切應(yīng)變較改進(jìn)前都大大降低，這說(shuō)明改進(jìn)后的螺桿泵定子的剪切變形得到了有效的改善。
對(duì)于等壁厚定子螺桿泵，在均勻內(nèi)壓作用下，等壁厚定子內(nèi)輪廓線(xiàn)上的法向位移zui大值分布與改進(jìn)前螺桿泵的情況正好相反，出現(xiàn)在圓弧段中間處，而并非直線(xiàn)段中點(diǎn)處，所以法向位移沿自然坐標(biāo)系的分布大體呈M型，另外，從變形程度來(lái)看，等壁厚定子較改進(jìn)前螺桿泵定子的變形更小。同時(shí)，等壁厚定子的應(yīng)力和剪切力較改進(jìn)前都明顯降低。在非均勻工作壓力下，等壁厚定子內(nèi)輪廓線(xiàn)上的法向位移較同壓差情況下改進(jìn)之前的螺桿泵相比，其數(shù)值大大降低。但剪應(yīng)變分布與改進(jìn)前有根本的區(qū)別，其剪應(yīng)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(jìn)前的螺桿泵要差。所以在等壁厚定子的設(shè)計(jì)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(zhì)量。
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