基于拓补方法的离心泵水力设计

乔玉兰，李杰军，王者文

（上海凯泉泵业 （集团）有限公司，上海201804）

0 前言

在离心泵设计和使用过程中，经常会遇到性能参数与设计要求存在差异的问题，这就要求设计人员要以最为经济有效的方法，使泵的性能参数得到修正，以满足设计要求。泵行业常采用的方法有：（1）切割泵叶轮外径；（2）改变泵转速。其中，切割叶轮外径是最为经济有效的方法，也是人们实现泵性能参数调整及泵运行范围拓展最有效的途径。

泵行业通过切割叶轮外径修正泵性能参数，通常实型泵的性能参数要低于原型泵，从泵比转速角度看，即泵的比转速由低变高。本文研究的拓补法是叶轮切割的逆过程，叶轮拓补之后，实型泵的性能参数会高于原型泵，泵的比转速由高变低，也可以说是一种高比速低用的设计方法。虽有学者提出改变叶轮出口直径实现修改原型泵的方法［1］，但在实际设计过程中，采用拓补叶轮外径的方法修正泵参数的实例几乎没有。本文采用拓补方法对ACP1000核Ⅱ级余热排出泵及某公司单级泵进行了试验研究。

1 叶轮切割与拓补的关系

1.1 叶轮切割［2］

对于中高比转速的离心泵 （Ns＝80～300），有：

对于低比转速的离心泵 （Ns＝30～80），有：

式中，Q、H、P、D2分别为叶轮切割前泵的流量、扬程、功率及叶轮直径；Q′、H′、P′、D2′分别为叶轮切割后泵的流量、扬程、功率及叶轮直径。

叶轮外圆允许的最大切割量见表1［3］。

表1 叶轮外圆允许的最大切割量

尽管计算叶轮外径切割的公式诸多［4，5］，但根据本文作者实践经验，发现使用沈阳水泵研究所和石家庄水泵厂的经验公式 （式 （3）和 （4））计算出的结果更符合实际要求。……