泵比转速的意义

比转速的定义

比转速也称之为比转数比速,英文名称Specific Speed,在中国符号表示为ns。比转速来源于无量纲分析,用于对比几何相似但是参数不同的泵。

在泵设计的时候,为扩展系列或利用已开发的水力模型进行优化、参考,往往采用相似设计,相似定律能够表达两者之间的关系,但是若采用相似定律来表达一系列泵,十分不便,不能直观地看出其中的规律,因此在相似定律的基础上,泵学者便搞出了“比转速”这个判别数。

对于一个特定的泵而言,比转速有很多个,比如最大流量下的比转速和最小流量下的比转速。但是通常我们所讲的泵比转速是泵在最佳效率处的比转速

比转速的计算公式

在我国,用下式计算比转速:

其中计算的单位是:

Q——流量m3/s(对双吸泵取流量的1/2);

H——扬程m(对多级泵取单级扬程);

n——转速r/min。

在日常工作中,我们会遇到不同国家的比转速表达方式。不同国家的比转速表达方式不同,最终的单位也有所区别。不同比转速公式之间的换算关系如下:

上述比转速公式计算值是有因次数,有些情况下需要用无因次数表示,则用下式进行转换:

关于比转速的说明

(一)同一台泵在不同工况下有不同的ns值,相似准则中使用的是对应最高效率点工况下的比转速。

(二)比转速是根据相似理论推导出来的,可以作为相似判据,即几何相似的泵在相似工况下比转速ns相等。反之,若比转速ns值相等的泵,是几何相似和运动相似的。但不能说比转速相等的泵就一定几何形状相似。这是因为构成泵几何形状的参数很多,比如说同是比转速ns=500的泵可以做成轴流式的,也可作成混流式的,泵叶轮可以用6枚叶片,也可用7枚叶片。上述这些几何不相似的泵,比转速ns可能相等。但是对于同一种形式泵,比转速ns相等时,要想使泵的性能好,即几何形状符合客观的流动规律,其几何形状相差不会很大,所以一般说来是几何相似的。

(三)比转虽速然是有因次数,但不影响它作为相似判据的实质意义。对于几何相似的泵,在相似工况下,用统一单位计算的比转速ns值相等。

比转速与叶轮的关系

因为比转速ns是泵几何相似的准则,所以可按比转速对泵进行分类,同时又因为比转速是运动相似的准则,所以又可按比转速对泵特性曲线的趋势进行分类。运动相似的前提条件是几何相似,所以泵特性曲线的形式和泵的几何形状密切相关。

比转速由低到高,泵参数一般由小流量向大流量变化,扬程则由高到低变化。理论上,只要叶轮出流存在径向流动,随着泵比转速的增大,压水室(导流壳)的体积将会变得非常庞大,因此最终流动方向变成轴向流动才是合理的。

比转速小于23的一般为旋涡泵,比转速大于23小于300的泵,一般为离心泵(比转速=23~80为低比转速,比转速=80~150为中比转速,比转速=150~300为高比转速);大于300小于500的泵一般为混流泵;大于500小于1500的泵一般为轴流泵。

不同比转速泵的叶轮形式:

离心泵的扬程-流量曲线一般呈单调下降的抛物线形式(低比转速泵容易出现驼峰,即曲线上有最高点)。混流泵和轴流泵曲线呈马鞍形(曲线有拐点)。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

6 + 2 =

This site is protected by wp-copyrightpro.com