CN110486295B - 一种对旋式轴流泵次级叶轮转速匹配的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于流体机械领域，涉及一种对旋式轴流泵次级叶轮转速匹配方式。为防止次级电机过载的现象，在流量Q以及首级叶轮转速n1不变的情况下，对首级叶轮功率P1与次级叶轮功率P2进行修正，对次级叶轮转速n2进行优化，改善次级叶轮长期运行于偏离设计工况的情况，以小对旋式轴流泵在实际应用中出现次级电机过载、压力太大、效率过低等现象的风险。

Description

一种对旋式轴流泵次级叶轮转速匹配的控制方法
技术领域
本发明属于流体机械领域，特别涉及一种对旋式轴流泵次级叶轮转速匹配的控制方法。
背景技术
对旋式轴流泵由反向旋转的两级叶轮组成，两级叶轮共同将能量传递给被抽送的液体，液体流动的方向沿着叶轮的轴向方向，从而实现液体的抽送。对旋式轴流泵具有体积小、扬程高等优点，是当前轴流泵的一大发展方向。但是，由于对旋机组结构的特殊性，使得次级叶轮长期运行于偏离设计工况下，从而导致了较大幅度波动的压力脉动。这都会使得对旋式轴流泵在实际应用中容易出现次级电机过载、压力太大、效率过低等现象。经检索，未见对旋式轴流泵次级叶轮转速匹配方式相关专利或文章的公开报道。
发明内容
为解决现有技术方案的上述问题，本发明提供了一种对旋式轴流泵次级叶轮转速匹配的控制方法。具体实施方案如下：
一种对旋式轴流泵次级叶轮转速匹配的控制方法，为防止次级电机过载的现象，在流量Q以及首级叶轮转速n1不变的情况下，对次级叶轮功率P2进行修正，对次级叶轮转速n2进行优化；首级叶轮功率P1的数值不会随着n2的改变而改变，修正目标是：优化后的次级叶轮功率P2与首级叶轮功率P1相等；即P1＝P2，次级叶轮转速n2由以下关系式确定：
Figure BDA0002175874890000011
式中：
P2-次级叶轮功率,kW；
n2-次级叶轮转速,r/min；
k2-2次项系数；
k1-1次项系数；
k0-0次项系数；
进一步地，所述的2次项系数k2按以下公式确定：
k2＝(-0.2751Q2+0.7607Q-2.2815)×10-4 (2)
式中：
Q—流量，m3/h；
进一步地，所述的出口宽度修正系数k1按以下公式确定：
k1＝-58.9Q0.01+60.5 (3)
进一步地，所述的出口宽度修正系数k0按以下公式确定：
k0＝25.28Q1.1 (4)
本发明的有益效果为：
通过调整次级叶轮转速来降低泵的运行功率，实现泵的节能运行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明：
图1是本发明实施例一种对旋式轴流泵示意图；
图2是本发明对旋式轴流泵的照片。
图3是本发明实施例一种对旋式轴流泵优化前后次级叶轮功率P2对比曲线。
具体实施方式
图1是本发明一实施例一种对旋式轴流泵示意图，图2为实物照片。
一种对旋式轴流泵次级叶轮转速匹配的控制方法，为防止次级电机过载的现象，在流量Q以及首级叶轮转速n1不变的情况下，对次级叶轮功率P2进行修正，对次级叶轮转速n2进行优化；首级叶轮功率P1的数值不会随着n2的改变而改变，修正目标是：优化后的次级叶轮功率P2与首级叶轮功率P1相等，即P1＝P2，次级叶轮转速n2由以下关系式确定：
Figure BDA0002175874890000021
式中：
P2-次级叶轮功率,kW
n2-次级叶轮转速,r/min
k2-2次项系数；
k1-1次项系数；
k0-0次项系数；
进一步地，所述的2次项系数k2按以下公式确定：
k2＝(-0.2751Q2+0.7607Q-2.2815)×10-4 (2)
式中：
Q—流量，m3/s；
进一步地，所述的出口宽度修正系数k1按以下公式确定：
k1＝-58.9Q0.01+60.5 (3)
进一步地，所述的出口宽度修正系数k0按以下公式确定：
k0＝-25.28Q1.1 (4)
实例1：
原转速为300r/min，流量Q＝6m3/s，扬程5.3m，首级叶轮功率P1与次级叶轮功率P2的值分别为207kW与313kW。
根据式(2)～(4)可得，
k2＝-0.000762
k1＝0.535142
k0＝181.4443
将求得的k2、k1、k0以及P1代入式(1)，可得
n2＝-0.000762×2072+0.535142×207+181.4443＝259.564
用上述方法计算出其他流量下的次级叶轮转速n2并以此为依据对对旋式机组进行试验验证。由于试验场地限制，对原有模型进行相似换算并生产样机，如图3所示。试验分两次进行，第一次为未改变次级叶轮转速的试验，获得优化前的数据；第二次通过变频器控制次级叶轮转速至本发明所提供的计算转速后进行试验，获得优化后的数据。
最后，通过相似换算得到原型泵的功率，即如图3所示的一种对旋式轴流泵优化前后次级叶轮功率P2对比曲线。

Claims (1)

1.一种对旋式轴流泵次级叶轮转速匹配的控制方法，其特征在于：在流量Q以及首级叶轮转速n1不变的情况下，对次级叶轮功率P2进行修正，对次级叶轮转速n2进行优化；首级叶轮功率P1的数值不会随着n2的改变而改变，修正目标是优化后的次级叶轮功率P2与首级叶轮功率P1相等，即P1＝P2，次级叶轮转速n2由以下关系式确定：
Figure FDA0002852681490000011
式中：
P2-次级叶轮功率,kW；
n2-次级叶轮转速,r/min；
k2-2次项系数；
k1-1次项系数；
k0-0次项系数；
所述的2次项系数k2按以下公式确定：
k2＝(-0.2751Q2+0.7607Q-2.2815)×10-4 (2)
式中：Q-流量，m3/h；
所述的出口宽度修正系数k1按以下公式确定：
k1＝-58.9Q0.01+60.5 (3)
式中：Q-流量，m3/h；
所述的出口宽度修正系数k0按以下公式确定：
k0＝25.28Q1.1 (4)
式中：Q-流量，m3/h。
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