前置导叶调节对水泵性能的影响及使用控制

文章摘要：HT=(u2v2u—ulvlu)／g 得知，当导叶角度向小于90º。方向调节时，由于Vlu＞0，则泵的理论扬程HT小于导叶在如。时泵的扬程HT。并且，前置导叶角度取值越小，Vlu值越大，扬程降越大，故Q—H特性曲线向左移。在实际使用中，正是利用这一特性，在保持扬程基本恒定的情况下，使流量随VR角度变小而变小，从而达到减少流量的目的。而当前置导叶大于90º方向调节，此时前置导叶液流出口方向与叶轮旋转方向相反，即产生反向预旋，故Vlu＜0。同样由欧拉方程可知，此时泵的扬程HT大于前置导叶在90º时的扬程。而且，前置导叶角度越大，Vlu越小，泵的扬程增加越大，Q—H特性

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　　H_T=(u₂v₂u—ulv_lu)／g

　　得知，当导叶角度向小于90º。方向调节时，由于Vlu＞0，则泵的理论扬程HT小于导叶在如。时泵的扬程HT。并且，前置导叶角度取值越小，Vlu值越大，扬程降越大，故Q—H特性曲线向左移。在实际使用中，正是利用这一特性，在保持扬程基本恒定的情况下，使流量随VR角度变小而变小，从而达到减少流量的目的。而当前置导叶大于90º方向调节，此时前置导叶液流出口方向与叶轮旋转方向相反，即产生反向预旋，故Vlu＜0。同样由欧拉方程可知，此时泵的扬程HT大于前置导叶在90º时的扬程。而且，前置导叶角度越大，Vlu越小，泵的扬程增加越大，Q—H特性曲线向右移。所以，可以在一定的扬程下，使泵的流量随导叶角度变大而增加。实践说明，上述作用是明显的。
　　2 对水泵效率η的影响
　　由于前置导叶向90º位置两边调节，使液流在进入泵叶轮前分别产生了正向预旋和反向预旋，在叶轮叶片进口边产生绝对速度V1的圆周分量Vlu，因而使叶轮进口速度三角形发生变化，见图5所示。实线为无预旋时的速度三角形，虚线分别为产生正向预旋和反向预时的速度三角形。从图中可以看出，三种状况下的相对速度ω1大小不一样，ω′1为液流正向预旋时的相对速度；ω″1为液流反向预旋时的相对速度。显然ω1随导叶角度值增大而增大。

　　从图6中我们可以清楚的看到，前置导叶角度调节对水泵效率的影响是明显的。当导叶处在90º位置时，水泵运行的高效区范围最大，效率最高。当导叶角度逐步增大或逐步减小时，水泵运行效率也逐步下降。并且，导叶角度偏离90º位置越远，效率下降越大且越明显，使泵不能正常运行。因此，我们将泵的前置导叶调节角度限定在75º—110º。范围之内，以使水泵能在75％以上的效率范围内安全运行。
　　在75º---110º范围之内，水泵的运行效率变化，根据我们对所作测试数据的分析，有以下规律：

　　当导叶在75º----95º范围之内调节时，水泵的运行效率变化较小，而且效率较高；而一旦导叶向大于95º方向调节时，水泵效率将明显地加速下降。表1是三台同类型泵在不同导叶角度下运行效率的测试数据： 表1 不同导叶角度下泵运行效率的测试数据

导叶角度 75º 80º 85º 90º 95º 100º 105º 110º A泵效率% 81.82 82.22 82.51 82.70 81.76 80.25 77.89 76.10 B泵效率% 85.62 85.73 85.73 85.01 84.08 82.26 79.83 77.43 C泵效率% 88.50 87.36 87.40 86.92 85.80 84.47 8107 79.25

　　对于上述现象产生的原因，可以用欧拉方程和速度三角形来分析：由前述我们知道， 75º—110º。范围之内当导叶向小于90º方向调节时，液流产生正预旋Vlu，会降低泵的理论能头HT。但是，由于相对速度ω1减小，使液流对叶轮的冲击损失大为减少了，故泵的效率没有明显下降；相反，在导叶角度向大于90º方向调节时，虽然液流产生反预旋Vlu，提高了理论能头HT。但是，由于相对速度ω1增大，使液流对叶轮的冲击损失增大了，故效率有相对明显的下降。如果当导叶角度向极限以外调节时，将使流量偏离设计流量Qd，液流冲角。发生变化，此时在叶轮叶片的工作面会形成旋涡区，引起更大的冲击损失，泵的效率更低。
　　综上所述，我们认为：前置导叶调节引起水泵效率变化，液流的预旋和对叶轮的冲击损失是主要因素。因此，前置导叶的调节是有限度的。即使在限定的75º一110º的使用范围之内，也应避免水泵长时间在极限角度下运行。

　3 对水泵汽蚀性能的影响
　　很显然，当前置导叶向大于90的方向调节时，由于液流产生反预旋，使液流在泵叶轮入口的相对速度ω1增大，液流对叶轮产生撞击作用，随着导叶角度不断增大，这种撞击也更趋严重，对水泵的汽蚀性能有不利影响。

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