提高水泵效率的方法有哪些？

水泵是应用最广的通用机械，又是当之无愧的耗电耗能大户,因而提高水泵本身的效率和泵的使用效率对节约能源都是举足轻重。

(一)减小水力损失,设计高效叶轮。尽可能减少整个流道的摩擦损失、撞击损失、扩散损失和其它局部损失。

(1)圆柱形叶片改为扭曲叶片,减小冲(撞)击损失。如果用圆柱形叶片,叶片在叶轮入口处与前盖板相交的壁角θ将较小,如图1所示,此时液流以A向进入时与叶片形成十分不利的角度并产生旋涡区。为了防止这种现象,可以用扭曲叶片来改善这个条件,见图2(a),这种进口边为直线形的叶片已经成功地用于中等尺寸和中等比转数以下的叶轮设计中;对于高比转数和大叶轮,叶片进口边可以改为曲线形的,如图2(b)所示,这样可兼顾到大的壁角θ和流入方向A。设计时一般的原则是将壁角取大值,以减少水力损失,这就是设计时要遵循的大壁角规则。

(2)叶片向吸人口延伸并减薄,使液体提早受到叶片作用,可减小叶轮外径,也可以增加叶道内流线的长度,减少相对扩散;但延伸要适当,过于前伸会使入口面积过小,使叶片入口与叶片盖板相交的壁角变小,反而加大水力摩擦损失,挤缩进口流道,对汽蚀和效率均不利。

(3)使相邻叶片间流道出口和进口面积之比控制在1.0~1.3范围内,以减小扩散损失。若该比值大于1.3,流道扩散严重,效率下降。

(4)流道的水力半径越大越好,尽可能使叶片进口截面接近正方形,以减少摩擦损失,由水力学知道,过水断面面积和湿周的比值叫做水力半径,即水力半径=过水断面面积/湿周。湿周大实际上就是液体与壁面的接触面积大,当把流道截面从近似正方形变为狭长矩形时实质上就是让液体在狭长截面的间隙内流过,所以阻力必然大。

(5)由于弯曲扩散管水力损失较大,现在多数采用略带弯曲接近直线的扩散段。对反导叶来说,它进口角和在圆周方向的位置,应结合液流在扩散段流出的情况而定,原则是形成连续的流道,避免反导叶流道人口截面过窄,否则在反导叶进口处会引起涡流和撞击损失。

(6)对多级泵,叶轮进口加预旋(反导叶出口角小于90°),减小叶轮进口相对速度W,同时减小相对速度扩散,将反导叶出口角选择小于90时,水流进入叶轮之前就产生了预旋,即Vu1≠0。

(7)由于反导叶出口角所造成的预旋对下一级叶轮的特性有较大影响，在设计时为了使理论扬程公式Ht—U2Vu2一“lVul中的“1Vul项为零，反导叶的出口角似应选定90。，这对于末级导叶来说可消除旋转分量。但实验证明，这对效率和获得稳定的性能曲线都不利，尤其对于一些低比转速泵，为了获得下降的特性曲线，反导叶的出口角应选取小于90，通常在60～80，叶片的两端要薄一些，以免产生撞击和涡流损失。

(8)增加水泵叶轮出口宽度，减小叶轮出口绝对速度，从而减小压水室中的水力损失。

(9)斜切叶轮出口、减小前后流线的长度差或不同流线选取不同的叶片出口角，以便减小前后盖板流线压力差，从而减小 出口的二次回流。