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(hào):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(xué), 遼寧撫順113001; 2. 撫順石油化工公司, 遼寧撫順113001摘要:采用計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)的方法(C AG D 法 , 對(duì)常用的輸送粘液離心泵性能曲線換算系數(shù)實(shí)驗(yàn)曲線圖進(jìn)行計(jì)算機(jī)描繪; 利用Visual Basic 和AutoC AD 混合編程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬人工準(zhǔn)確查圖, 根據(jù)輸水的性能曲線自動(dòng)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(hào):TH311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jī)模擬人工查圖, Visual Basic 編程進(jìn)行前臺(tái)運(yùn)算, AutoC AD 技術(shù)進(jìn)行后臺(tái)圖形處理, 根據(jù)輸水的性能曲線自動(dòng)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(diǎn)。該換算系統(tǒng)采用模塊式程序設(shè)計(jì), 既可獨(dú)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(qiáng)的工程實(shí)用性。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法211換算修正系數(shù)曲線圖的計(jì)算機(jī)圖像化處理離心泵的性能曲線一般都是用水作介質(zhì)測(cè)得的, 當(dāng)輸送粘液性液體時(shí), 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(guó)家石油機(jī)械設(shè)計(jì)研究院和美國(guó)水力協(xié)會(huì)兩種。其共同特征是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 給出各性能參數(shù)的修正系數(shù)圖并以此進(jìn)行換算。在確定換算系數(shù)時(shí)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(fèi)時(shí)費(fèi)力, 可能存在視覺上的誤差, 且無(wú)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(xiàng)式回歸的方式會(huì)有一定的偏差, 相關(guān)性較差。本文采用計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)方法對(duì)常用的蘇聯(lián)國(guó)家石油機(jī)械設(shè)計(jì)研究院和美國(guó)水力協(xié)會(huì)的輸送粘液離心泵性能曲線換算系數(shù)實(shí)驗(yàn)曲線圖進(jìn)行計(jì)算機(jī)精確描繪; 利用Visual Basic 和AutoC AD 混合編程進(jìn)行計(jì)收稿日期:20021211目前對(duì)于輸送粘性液體時(shí)的離心泵性能曲線的換算還未有成熟的理論計(jì)算方法, 美國(guó)水力協(xié)會(huì)和蘇聯(lián)國(guó)家石油機(jī)械研究設(shè)計(jì)院提出的方法都是用相似準(zhǔn)數(shù), 在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)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(jī)械41H V =K H H Q V =K V Q(1 (2 (321212計(jì)算機(jī)模擬人工查圖V =K式中H 泵輸送清水的揚(yáng)程, mH V 泵輸送粘性液體的揚(yáng)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(diǎn)功能, 求出橫坐標(biāo)與換算系數(shù)圖的交點(diǎn)。根據(jù)交點(diǎn)求出相應(yīng)的各換算系數(shù)的縱坐標(biāo)。利用ActiveX ,AutoC AD 將交點(diǎn)值坐標(biāo)傳給Visual Basic 計(jì)算程序, 該程序?qū)Ⅻc(diǎn)坐標(biāo)換算成對(duì)應(yīng)的系數(shù)值, K H 、K V 、K

7、 。根據(jù)該系(2 、(3 計(jì)算出不同流量下的揚(yáng)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(jì)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(duì)應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo), 利用AutoC AD 的輸送粘液時(shí)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(yáng)程、流量、效率換算系數(shù)對(duì)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(shí)現(xiàn)精確換算的關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)方法, 用直接控制點(diǎn)精確繪圖, 將原始曲線轉(zhuǎn)化成光柵圖像, 對(duì)曲線進(jìn)行計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)21221211無(wú)論是美國(guó)水力協(xié)會(huì), 還是蘇聯(lián)國(guó)家石油機(jī)械研究設(shè)計(jì)院的換算系數(shù)圖, 其橫坐標(biāo)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(jì)算:Re =/21/4g 1/4Q 1H 以文獻(xiàn)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(shí)的性能曲線。現(xiàn)擬采用該泵來(lái)輸送運(yùn)動(dòng)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(jì)流量, l/sH opt 泵的

9、設(shè)計(jì)揚(yáng)程, J/kg輸送溫度下流體運(yùn)動(dòng)粘度, cm 2/s 后一種方法的修正雷諾數(shù)用下式計(jì)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(duì)于這一類數(shù)值計(jì)算程序模塊, 系統(tǒng)采用Vi 2sual Basic 語(yǔ)言編制, 利用ActiveX , 使數(shù)值計(jì)算程序模塊與AutoC AD 間進(jìn)行程序通訊, 系統(tǒng)將計(jì)算出的Re 數(shù)值傳輸給AutoC AD ,AutoC AD 將該值轉(zhuǎn)化成橫坐標(biāo)。在性能曲線換算時(shí), 首先進(jìn)入換算系統(tǒng)界面, 參見圖1。該界面采用Windows 界面設(shè)計(jì), 用戶單擊算法選擇框, 可選擇蘇聯(lián)國(guó)家石油機(jī)械研究設(shè)計(jì)院或美國(guó)水力

10、協(xié)會(huì)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(yùn)行期間, 作為后臺(tái)圖形處理程序的AutoC AD 并不顯示出來(lái)。(下轉(zhuǎn)第21頁(yè)2003年第31卷第4期流體機(jī)械21較顯著。隨著負(fù)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(huì)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(shí)氣流停留時(shí)間增長(zhǎng), 粉塵非常容易沉積在葉面上, 而且負(fù)荷越低葉片積灰也越嚴(yán)重, 因此, 風(fēng)機(jī)工作負(fù)荷是影響葉片積灰的重要因素之一。6計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證及結(jié)論了正沖擊角。如不能隨時(shí)調(diào)節(jié)入口

11、導(dǎo)葉, 則為了保證風(fēng)機(jī)不產(chǎn)生積灰和振動(dòng), 風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷一般不低于80%為宜。參考文獻(xiàn)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(fēng)機(jī)積灰振動(dòng)J, 熱能動(dòng)力工程,1996(5 .3Qingping Shi &R. J. Ribando , Numerical S imulations of為驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算結(jié)果正確與否, 對(duì)

12、吉林省洮Viscous R otating Flows Using a New Pressure -based南市熱電廠3臺(tái)75t/h 鍋爐的引風(fēng)機(jī)(風(fēng)機(jī)型號(hào)為MethodJ, C omputers Fluids , 1992( 1陶文銓, 數(shù)值傳熱學(xué)J, Y 4-73-11NO. 18D 進(jìn)行了1年的跟蹤測(cè)量分析。4版社, 該風(fēng)機(jī)在80%額定負(fù)荷下工作時(shí), 葉片非工作面5, , C ,14,105. 上就有較明顯的積灰存在, 當(dāng)風(fēng)機(jī)負(fù)荷降到60%左右時(shí), 積灰已相當(dāng)嚴(yán)重, 葉片上積灰的輪廓線與數(shù)值計(jì)算所得流場(chǎng)圖也十分吻合運(yùn)行中, 當(dāng)風(fēng)機(jī)負(fù)荷降到65%, 情況可知, , 防止進(jìn)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(jiǎn)介:呂太, 男, 1957年4月生。教授, 系副主任, 在國(guó)、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(xué)院動(dòng)力工程系。(上接第41頁(yè)采用計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)方法, 利用Auto 2C AD 進(jìn)行圖形表達(dá), 分析處理, 用Visual Basic 進(jìn)行界面設(shè)計(jì)和數(shù)學(xué)計(jì)算, 在Windows 操作平臺(tái)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(dá)、查取和泵輸送粘液時(shí)性能曲線的換算及繪制, 有一定的創(chuàng)新性和工程實(shí)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)1陳伯雄編著