輸送粘液離心泵性能曲線換算方法

1、F LUI D M ACHI NERY Vol. 31,No. 4 ,200340文章編號:10050329(2003 04004003基于CAG D 的輸送粘液離心泵性能曲線換算方法孫鐵1張素香1高宏偉2(1. 遼寧石油化工大學, 遼寧撫順113001; 2. 撫順石油化工公司, 遼寧撫順113001摘要:采用計算機輔助幾何設(shè)計的方法(C AG D 法 , 對常用的輸送粘液離心泵性能曲線換算系數(shù)實驗曲線圖進行計算機描繪; 利用Visual Basic 和AutoC AD 混合編程進行計算機模擬人工準確查圖, 根據(jù)輸水的性能曲線自動繪出換算后的輸送粘液性能曲線。關(guān)鍵詞:C AG D ; 離心泵

2、; 粘液; 性能曲線; 換算中圖分類號:TH311文獻標識碼:AConversing Method B ased on ofCentrifugal H ong weiAbstract :By method of C G (D ,conversion coefficients curves of performance curve of centrifu 2gal pump handling been plotted in computer. Program , which combines Visual Basic calculating foreground and AutoC ,can b

3、e used to imitates man to search curves. Performance curves handling viscous liquids can be plotting with that handling pure water.K eyw ords :C ; centrifugal pump ; viscous liquids ; performance curves ; conversion1引言算機模擬人工查圖, Visual Basic 編程進行前臺運算, AutoC AD 技術(shù)進行后臺圖形處理, 根據(jù)輸水的性能曲線自動繪出換算后的輸送粘液的性能曲線,

4、避免了人工查圖法和曲線回歸法的缺點。該換算系統(tǒng)采用模塊式程序設(shè)計, 既可獨立應(yīng)用, 又可以作為子程序鑲嵌到其它應(yīng)用程序之中, 具有一定的創(chuàng)新性和很強的工程實用性。2系統(tǒng)設(shè)計方法211換算修正系數(shù)曲線圖的計算機圖像化處理離心泵的性能曲線一般都是用水作介質(zhì)測得的, 當輸送粘液性液體時, 需將其換算為輸送粘性液體的性能曲線?，F(xiàn)在常用的換算方法有蘇聯(lián)國家石油機械設(shè)計研究院和美國水力協(xié)會兩種。其共同特征是在實驗的基礎(chǔ)上, 給出各性能參數(shù)的修正系數(shù)圖并以此進行換算。在確定換算系數(shù)時常采用兩種方式即人工查圖或?qū)⑶€回歸成方程。人工查圖的方法費時費力, 可能存在視覺上的誤差, 且無法滿足編程需要; 曲線回歸成

5、方程的方法, 由于各換算系數(shù)與修正雷諾數(shù)之間處于一種離散性極高的非均布狀態(tài), 采用多項式回歸的方式會有一定的偏差, 相關(guān)性較差。本文采用計算機輔助幾何設(shè)計方法對常用的蘇聯(lián)國家石油機械設(shè)計研究院和美國水力協(xié)會的輸送粘液離心泵性能曲線換算系數(shù)實驗曲線圖進行計算機精確描繪; 利用Visual Basic 和AutoC AD 混合編程進行計收稿日期:20021211目前對于輸送粘性液體時的離心泵性能曲線的換算還未有成熟的理論計算方法, 美國水力協(xié)會和蘇聯(lián)國家石油機械研究設(shè)計院提出的方法都是用相似準數(shù), 在總結(jié)大量實驗數(shù)據(jù)得到換算系數(shù)K , 再將已知某工作轉(zhuǎn)速下該泵輸水性能曲線換算成輸送粘液的性能曲線,

6、 寫成方程的形式如下:2003年第31卷第4期 流體機械41H V =K H H Q V =K V Q(1 (2 (321212計算機模擬人工查圖V =K式中H 泵輸送清水的揚程, mH V 泵輸送粘性液體的揚程, mQ 泵輸送清水的流量, m 3/s Q V 泵輸送粘性液體的流量, m 3/s 泵輸送清水的效率泵輸送粘性液體的效率V 利用AutoC AD 畫線和求交點功能, 求出橫坐標與換算系數(shù)圖的交點。根據(jù)交點求出相應(yīng)的各換算系數(shù)的縱坐標。利用ActiveX ,AutoC AD 將交點值坐標傳給Visual Basic 計算程序, 該程序?qū)Ⅻc坐標換算成對應(yīng)的系數(shù)值, K H 、K V 、K

7、 。根據(jù)該系(2 、(3 計算出不同流量下的揚數(shù)值, 利用式(1 、程、功率和效率值。213輸送粘液性能曲線的生成利用ActiveX , 將計算出的各流量下?lián)P程、功率、效率值傳給AutoC AD , 再轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的點坐標, 利用AutoC AD 的輸送粘液時的性能曲線。立的模塊, , , 也可以直接。K H 、K V 、K 分別為泵的揚程、流量、效率換算系數(shù)對于給定的泵, 輸送清水的性能曲線已由樣本給定, 所以采用何種方法確定換算系數(shù)K 就成為實現(xiàn)精確換算的關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用計算機輔助幾何設(shè)計方法, 用直接控制點精確繪圖, 將原始曲線轉(zhuǎn)化成光柵圖像, 對曲線進行計算機圖像化處理。在此基礎(chǔ)上, 將

8、該光柵圖像插入AD , 用三次B , K 得到實現(xiàn)21221211無論是美國水力協(xié)會, 還是蘇聯(lián)國家石油機械研究設(shè)計院的換算系數(shù)圖, 其橫坐標都是采用修正雷諾數(shù)Re 。前一種方法的修正雷諾數(shù)采用下式計算:Re =/21/4g 1/4Q 1H 以文獻2的例題1-6為例, 已知某離心泵葉輪尺寸D 2=210mm , b 2=12mm , 泵的轉(zhuǎn)速n =2950r/min , 并知泵輸送20清水時的性能曲線。現(xiàn)擬采用該泵來輸送運動粘度=150mm 2/s , 密3度 o =900kg/m 的油品, 繪出輸油的性能曲線。式中g(shù) 重力加速度, m/s 2Q opt 泵的設(shè)計流量, l/sH opt 泵的

9、設(shè)計揚程, J/kg輸送溫度下流體運動粘度, cm 2/s 后一種方法的修正雷諾數(shù)用下式計算:Re =圖1系統(tǒng)界面D 2b 22式中D 2葉輪出口直徑, 10-2mb 2葉輪出口寬度, 10-2m對于這一類數(shù)值計算程序模塊, 系統(tǒng)采用Vi 2sual Basic 語言編制, 利用ActiveX , 使數(shù)值計算程序模塊與AutoC AD 間進行程序通訊, 系統(tǒng)將計算出的Re 數(shù)值傳輸給AutoC AD ,AutoC AD 將該值轉(zhuǎn)化成橫坐標。在性能曲線換算時, 首先進入換算系統(tǒng)界面, 參見圖1。該界面采用Windows 界面設(shè)計, 用戶單擊算法選擇框, 可選擇蘇聯(lián)國家石油機械研究設(shè)計院或美國水力

10、協(xié)會換算方法。用戶根據(jù)彈出的數(shù)據(jù)輸入界面要求輸入所需數(shù)據(jù), 然后單擊繪制曲線框, 系統(tǒng)將在彈出的新窗口顯示出輸送粘液的性能曲線, 如圖2所示。在程序運行期間, 作為后臺圖形處理程序的AutoC AD 并不顯示出來。(下轉(zhuǎn)第21頁2003年第31卷第4期流體機械21較顯著。隨著負荷的不斷下降, 這種現(xiàn)象更加明顯和突出。由于旋渦、回流和氣流分離, 葉片非工作面上會形成流體低速區(qū)域。在該區(qū)域內(nèi)氣流攜帶粉塵的能力下降, 同時氣流停留時間增長, 粉塵非常容易沉積在葉面上, 而且負荷越低葉片積灰也越嚴重, 因此, 風機工作負荷是影響葉片積灰的重要因素之一。6計算結(jié)果驗證及結(jié)論了正沖擊角。如不能隨時調(diào)節(jié)入口

11、導(dǎo)葉, 則為了保證風機不產(chǎn)生積灰和振動, 風機運行時負荷一般不低于80%為宜。參考文獻1Hiroyuki MIY AM OT O &Hideki OH BA , The E ffect of FlowRate on Passage Flows in Centrifugal ImpellersJ, JS ME , Ser. B , 1995,38(1 .2呂太. 采用噴嘴吹掃的方法防止鍋爐引風機積灰振動J, 熱能動力工程,1996(5 .3Qingping Shi &R. J. Ribando , Numerical S imulations of為驗證數(shù)值計算結(jié)果正確與否, 對

12、吉林省洮Viscous R otating Flows Using a New Pressure -based南市熱電廠3臺75t/h 鍋爐的引風機(風機型號為MethodJ, C omputers Fluids , 1992( 1陶文銓, 數(shù)值傳熱學J, Y 4-73-11NO. 18D 進行了1年的跟蹤測量分析。4版社, 該風機在80%額定負荷下工作時, 葉片非工作面5, , C ,14,105. 上就有較明顯的積灰存在, 當風機負荷降到60%左右時, 積灰已相當嚴重, 葉片上積灰的輪廓線與數(shù)值計算所得流場圖也十分吻合運行中, 當風機負荷降到65%, 情況可知, , 防止進口氣流形成6S.

13、 S , A Calculation Procedureand M omentum T rans fer in Three -di 2Parabolic Flows. Int. J. Heat Mass T rans fer J, 1992,151作者簡介:呂太, 男, 1957年4月生。教授, 系副主任, 在國、內(nèi)外各種刊物公開發(fā)表科研論文40多篇, 專著1部。通訊地址:132012吉林吉林市吉林東北電力學院動力工程系。(上接第41頁采用計算機輔助幾何設(shè)計方法, 利用Auto 2C AD 進行圖形表達, 分析處理, 用Visual Basic 進行界面設(shè)計和數(shù)學計算, 在Windows 操作平臺下, 通過Active X 使這些應(yīng)用程序相互通訊, 完成非均布的輸送粘液換算系數(shù)曲線的精確表達、查取和泵輸送粘液時性能曲線的換算及繪制, 有一定的創(chuàng)新性和工程實用價值。參考文獻1陳伯雄編著