级泵的性能是否达标，取决于它的技术
产品质量是技术水平的综合体现，取决于设计、工艺、铸造、机械加工、组装、试验水平及配套的轴承、密封、监测等方面的水平。我们经常说产品的核心技术是买不来的，但对多级泵来说，我认为很难说清楚什么是关键技术，很难说水力模型、材料、设计方法或其它什么是多级泵的关键技术。我认为关键技术贯穿于制造过程的每一个工作细节。对多级泵来说关键技术体现在新型材料、新制造工艺、监测设备、新设计方法的应用和精细的做工等方面，从而使多级泵的安全可靠性和运行效率得到提高等，而不是多级泵本身有什么了不起的关键技术。
我国多级泵行业对国外技术的认识方面存在一些误区，有时盲目崇洋。事实上，单就设计水平方面我们与国外相比并不见得有多大的差距。国外设计者也无非是应用计算机使设计速度快了，有些可以借助计算机进行一些流场计算、强度分析或模拟，但在设计理论和方法上并无什么突破，可以说都差不多。之所以造成我们的产品质量不如进口的产品，主要原因是许许多多我们应该做好、并且能够做好的大量细节工作没有做好。可以说，我国多级泵产品质量的差距是我国机械制造工业总体水平与国外水平差距的具体体现。

面积比优化设计仿真Ato在65m2，70m2内取某一具体值进行面积比优化。保持Are为初始设计值不变，考察Ato=70m2时不同的面积比对COP的影响，如所示。由a可知，COP和Qc随面积比的变化趋势相反，在面积比为1左右时，系统获得大的Qc，而对应的COP值很小；面积比在1.5左右时，由b和c可知，在优化面积比范围内，两器内水的流速及其压降均满足设计要求（pew超出了约束范围，但幅度不大）。b和c中水流速和阻力在面积比接近1时的突然升高，是由于换热器型号的变化引起的，进而引起了管程长度的突变。
回热器与两器面积配比优化设计仿真根据上述仿真结果，本文所研究的矿用卧式多级泵系统总面积优化区间为65m2，70m2、两器面积比优化区间为1.1，1.6.分析表明，回热器面积变化对压缩机排气温度影响很大，也影响系统COP的大小，因此，还应研究回热器与两器面积配比问题。为两器不同面积比下回热器面积变化对系统性能影响仿真结果。由a可知，在Are不变时，面积比越小，Qc越大；在同一面积比下，Are越大，Qc越小；在众多工况点上，满足设计供热量要求的有工况14.但由b可知，在工况14中，工况4的排气温度已超过系统排气温度限值；由c可知，在工况13中，工况3具有高的COP.于是，取Are=7.0m2，面积比为1.4.
按照设计条件所完成的高温卧式多级泵单一部件（如压缩机、两器、回热器、节流机构等）的结构设计在组成系统后，高温卧式多级泵系统的制热量、压缩机吸气量、中间吸气温度、冷凝器和蒸发器水侧阻力等主要性能参数与设计值相比都发生了较大变化，即单一部件的初始设计结果之间存在不匹配性。在压缩机型号已确定的前提下，优化设计换热器的换热面积是解决该问题的有效途径。
高温矿用卧式多级泵COP随两器总面积的增加而增加，但COP对总面积的相对增加幅度较小，即通过增加换热器总面积的方法来提高系统COP的意义不大，反而增加了设备的造价。在两器总面积优化过程中，系统设计供热量是一关键性约束参数，根据该参数即可确定总面积合理取值区间，在此基础上再考察其他约束条件的合理性。

叶轮切削是指加工处理多级泵叶轮的直径来降低传输到系统流体当中的能量。叶轮切削对于过分保守的设计或者系统负荷发生了变化所导致的多级泵容量偏大的情况是个非常有用的改进措施。叶轮切削降低了叶轮的端速，并由此直接地降低了传递到系统流体介质上的能量，并且降低了
所产生的流量和压力。多级泵相似性定律提供了在恒定的泵速度条件下叶轮尺寸及泵输出之间的理论关系：
在这里：Q=流量；H=扬程；BHP=泵电机的制动马力（下标1=原始泵，下标2=经过叶轮切削后的泵）；D=直径
在实际应用当中，由于流动的非线性导致这些关系并不是非常的；然而，叶轮切削对流量、压头以及功率的基本作用仍然是有效的。例如，叶轮直径减少2%会产生大约2%的流量下降，4%的压头下降和6%的功率下降。对于比较小的变化而言，相似定律可以作为一个大概的判断，叶轮切削的终结果取决于系统曲线和泵性能的变化。
降低叶轮尺寸的主要好处是降低运行及维护保养成本。通过旁通管线和节流阀所浪费的能量以及通过系统噪音和振动所扩散的能量都会变得更少。叶轮切削的节能量基本上与直径降低的立方成正比。因为电机和水泵都存在一个效率问题，所以电机实际消耗的功率会高于流体功率。
除了节能之外，多级泵叶轮切削还可以降低管道系统、阀门及管道系统支架的磨损。流体流动产生的管道系统振动会导致管道焊接部位和机械接头疲劳。随着使用时间的推移，焊缝和接头会出现裂纹和松动，导致系统泄漏进而不得不进行停工检修。从设计的观点，过大的流体能量也不是所期望的。管道支架的间隔设定和选型通常情况下根据其能够承受的管道及流体的静负载、来自系统内部的压力负载，以及温度变化所造成的热膨胀（在热动力应用场合）来进行的。过大流体能量所产生的振动负载设计时并没有考虑在内，所以会导致系统泄漏、停工检修及额外维护保养。
当系统存在下面列出的现象时，可考虑采用叶轮切削的方法：系统的大多数旁通阀打开，表明系统设备内的流量过大；系统需要过分节流来控制流到系统或工艺的流量；存在高噪音或者振动等级表明流量过大。泵远离其设计点运行与从制造商买一个更小的叶轮相比，切削的效果要稍差一些。但是，在许多情况下，制造商可以提供的更小尺寸规格叶轮对系统负载来说太小，有时制造商甚至没有更小型的叶轮可以提供。在这种情况下，叶轮切削可能是比更换整个泵/电机更实用的方法。

离心泵气蚀现象及消除
关键词：水泵，多级泵，多级水泵，多级离心泵，汽蚀，汽蚀余量，叶轮。
多级离心泵运转时，液体压力沿着泵到叶轮而下降，在叶片附近的K点上，液体压力pK低。此后由于叶轮对液体作功，液体压力很快上升。当叶轮叶片附近的压力pK小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时，液体就汽化。同时，使溶解在液体内的气体逸出。它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡又重新凝结溃灭形成空穴，瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。这样，不仅阻碍液体正常流动，尤为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数个小弹头一样，连续地打击金属表面。其撞击频率很高(有的可达2000～3000Hz)，于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等)，它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200～300℃)，还会形成热电偶，产生电解，形成电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为气蚀。
多级离心泵易发生气蚀的部位有：
    a.叶轮曲率大的前盖板处，靠近叶片进口边缘的低压侧；
    b.压出室中蜗壳隔舌和导叶的靠近进口边缘低压侧；
    c.无前盖板的高比转数叶轮的叶梢外圆与壳体之间的密封间隙以及叶梢的低压侧；
    d.多级泵中级叶轮。
提高多级离心泵抗气蚀性能有下列两种措施：
    a.提高多级离心泵本身抗气蚀性能的措施
    (1)改进泵的吸至叶轮附近的结构设计。过流面积；叶轮盖板进口段的曲率半径，减小液流急剧加速与降压；适当减少叶片进口的厚度，并将叶片进口修圆，使其接近流线形，也可以减少绕流叶片头部的加速与降压；提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失；将叶片进口边向叶轮进口延伸，使液流提前接受作功，提高压力。
    (2)采用前置诱导轮，使液流在前置诱导轮中提前作功，以提高液流压力。
    (3)采用双吸叶轮，让液流从叶轮两侧同时进入叶轮，则进口截面增加一倍，进口流速可减少一倍。
    (4)设计工况采用稍大的正冲角，以叶片进口角，减小叶片进口处的弯曲，减小叶片阻塞，以进口面积；改善大流量下的工作条件，以减少流动损失。但正冲角不宜过大，否则影响效率。
    (5)采用抗气蚀的材料。实践表明，材料的强度、硬度、韧性越高，化学稳定性越好，抗气蚀的性能越强。
    b.提高进液装置有效气蚀余量的措施
    (1)增加泵前贮液罐中液面的压力，以提高有效气蚀余量。
    (2)减小吸上装置泵的安装高度。
    (3)将上吸装置改为倒灌装置。
    (4)减小泵前管路上的流动损失。如在要求范围尽量缩短管路，减小管路中的流速，减少弯管和阀门，尽量加大阀门开度等。
以上措施可根据泵的选型、选材和泵的使用现场等条件，进行综合分析，适当加以应用。
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