新方法勘定油材泵阀的性能数据

　　1离心泵压头及其能耗分析

　　11离心泵能耗分析

　　潜油电泵的能耗一部分用于对被抽汲流体做功以给其补充能量，一部分因机械摩擦、流体内摩擦、流体与机械之间摩擦和各级叶导轮缝隙漏失而损耗掉。概括地讲，其能耗损失包括流动损失、容积损失和机械损失等3个主要方面。由于机械损失很小，基本上可以忽略不计，而流动损失和容积损失占主要部分。

　　考虑容积损失后的泵流量计算公式：

　　q vT = q v + k 1 H 0 1 5（1）式中， q vT为有限叶片离心泵理论流量，m 3 / s； q v为泵的实际流量，m 3 / s； H为某工况点泵的单级扬程，m；k 1为与流体粘度、机械间隙和机械密封结构类型有关的系数，粘度越大漏失量越小，m 2 1 5 / s.

　　考虑流动损失后的泵能头计算：

　　H T = H + H f + H s = H + k 3 q 2 v + k 2（ q v - q D）2（2）式中， H f为单级泵的摩擦能头损失数，m； k 2， k 3为与流体粘度、泵叶导轮表面粗糙度有关的系数，s 2 / m 5；H s为单级泵的扬程冲击损失，m； q D为泵设计排量，即额定排量，m 3 / s.

　　无限叶片离心泵的总能头计算：

　　H T = K（ A - Bq vT）（3）

　　H T∞= A - Bq vT（4）式中， K为滑移系数，衡量涡流损失的大小，恒小于1，并在所有工况下都保持不变，无因次。

　　A为与泵叶轮外径和转速有关的常数，m； B为与泵的结构尺寸和泵转速有关的系数，s/ m 2。

　　H T∞为无限叶片单级离心泵的总能头，只与泵的结构尺寸和泵转速有关，对同一台泵来说仅与转速相关，m.

　　由以上的分析可知，离心泵的压头和能量可以用表示。中，曲线121与曲线222之间表示涡流损失大小随流量的变化；曲线222与曲线323之间部分为流动损失随流量的变化；曲线323与曲线424之间部分为冲击损失随流量的变化；曲线424与曲线525之间部分表示泵的漏失随流量的变化；曲线525为泵工作时的实际扬程。

　　由上可知，对于某一台潜油电泵说，只要确定式（1）～（4）中的k 1， k 2， k 3， K， A和B等6个系数，基本上就可以确定一台泵在一定转速下的特性曲线，从而得出泵的特征参数；研究这6个参数随粘度的变化规律就可以得知潜油电泵对粘性流体的适应性和能耗损失规律，就可以找到提高泵效的途径和准确计算潜油电泵采油的耗电量。

　　112五点法计算

　　在实际工作中，离心泵的特性曲线用H - q v，η- q v这2条曲线来说明，如所示。采用图中H 2 q v曲线上的点1到点5等几个特殊点，就可方便快捷求得6个参数：①对于点1，该点为泵全关闭点，有q v， H = H 1；②对于点5，为泵全开点，泵排量为大。由和可知，泵扬程H = 0， H T5 = H T∞5 = 0， q v = q v5 = q vt5；③对于点3，该点为泵的设计（额定）流量点， q v = q v3 = q D；④对于点2和点4，它们分别为泵工作的排量下限和上限点。

　　2实际的离心泵特征曲线示意图

　　把以上各点及其特殊值代入式（1）～（4） ，从而得出一系列方程式，联立解方程组可得：

　　C 7 k 2 + C 8 k 2 + C 9 = 0 k 3 = - Ck 2

　　k 1 = C 4 - C 2 k 2 C 1 - C 3 k 2

　　B = k 3 q 2 v5 + k 2（ q v5 - q D）2） （ H 1 + k 2 q 2 D q v5 - k 1 H 0 1 5 1

　　K = H 1 + k 2 q 2 D B （ q v5 - k 1 H 0 1 5 1）

　　A = Bq v5式中， C = q v5 - q D q v5 2， C 1 = H 0 1 5 1 H D - H 1 H 0 1 5 D， C 2 = （1 + C） q 2 D q v5 - q 2 D， C 3 = H 0 1 5 D q 2 D + CH 0 1 5 D， C 4 = （ H D - H 1） q v5 + H 1 q D， C 5 = Cq 2 v2 - （ q v2 - q D）2， C 6 = Cq 4 v4 - （ q v4 - q D）2， C 7 = C 3 C 6（ q v5 - q v2） - C 3 C 5（ q v5 - q v4） + C 2 C 5 H 0 1 5 4， C 8 = （ C 1 C 5 + C 3 H 2） （ q v5 - q v4） - （ C 1 C 6 + C 3 H 4） （ q v5 - q v2） - （ C 4 C 5 + C 2 H 2） H 0 1 5 4 + （ C 4 C 6 + C 2 H 4） H 0 1 5 2， C 9 = C 1 H 2（ q v5 - q v4） + C 1 H 4（ q v5 - q v2） + C 4（ （ H 2 H 0 1 5 4 - H 0 1 5 2 H 4）由以上分析推导得到泵特性曲线表达式如下：

　　H = - KB k 1 +（ KB k 1）2 + 4 < KA - KB q v - k 3 q 2 v - k 2（ q v - q D）2 > 2

　　113特征参数求解步骤

　　离心泵的特征参数求解是一个比较复杂的过程。步骤如下：①通过实际泵的特性曲线求得C， C 1，C 2，…等9个系数；②求解方程式（5）获得k 2；③求得k 2后通过式（6）～（10）一步一步地依次求得k 3， k 1，B ， K和A。

　　2计算实例

　　某种潜油电泵的特性曲线，对应几个点的流量、扬程参数、计算过程参数和终的泵特征参数如表1所示。

　　某种电潜泵的五点数据和特征参数数据点流量/ m 3

　　s - 1单级扬程/ m计算过程参数特征参数点1 0 6. 2C = 01 1993 C 1 = - 1 5234 k 1 = 0 1 0013， k 2 = 2 1 3528×10 7点2 0。002 5。75 C 2 = 3 1 4751×10 - 8 C 3 = 2 1 6042×10 - 5 k 3 = - 4 1 6891×10 6点3 0.00314.9C 4 = 0 1 0119 C 5 = - 4 1 1280×10 - 7 k 4 = - 1 0052点40.00403。45C 6 = 2 1 3788×10 - 6 C 7 = 1 5345×10 - 14 k 5 = - 1 80×10 2点5 0.00560.4C8 = - 3 1 6295×10 - 7 C 9 = 0 1 0451 k 6 = - 5 1 48×10 2