http://www.paper.edu.cn贯流泵模型装置能量特性试验研究严继松，张占河海大学水利水电工程学院，江苏南京（210098）E-mail：yjs20025312@hhu.edu.cn摘要：结合上海某泵站，对贯流泵进行了能量特性试验研究，绘出模型和原型综合特性曲线，并比较进水流道修改前后的效率曲线，结果表明流道的形式对泵的效率影响较大，合理的流道能有效的提高水泵的工作效率。关键词：贯流泵，能量特性，模型装置1.概述本文结合上海某泵闸工程，对贯流泵进行了能量特性试验研究，该泵站安装三台单机设计流量为20m3/s的贯流泵，节制闸口门净宽20m，闸内控制高水位3.75m，水泵的转轮直径为2.42m，转速为148rpm，流量为20m3/s，设计扬程为2.08m。本试验测量了模型转轮分别在-4°、-2°、0°、+2°、+4°五个不同叶片安装角下的水泵性能，确定水泵的扬程、轴功率、效率与流量之间的关系，绘出了水泵模型和原型综合特性曲线，并在原先模型的基础上对进口流道加以改进（加隔墩），且针对叶片安装角在0°时，比较进口流道改进前（无隔墩）和进口流道改进后（有隔墩）的效率变化，最终选出较好的模型试验装置。模型进口流道改进前后示意图见图1：（a）进口流道改进前（无隔墩）（b）进口流道改进后（有隔墩）图1模型进口流道改进前后示意图2.试验台与主要参数测量2.1试验台试验台按照SL140-97《水泵模型验收试验规程》进行设计与建造，试验综合误差e≤0.5%，为立式封闭循环系统，总容量为50m3，主要设备由尾水箱、压力水箱、电磁流量计、供水泵（或辅助泵）、电动闸阀、手动蝶阀、Φ500管道等组成[1]。试验台主要参数如下：扬程H=-5～20m；流量Q=0～1m3/s；转矩M=0～1000N•M；转速n=0～2000r/min。试验台系统布置如图2所示：-1-http://www.paper.edu.cn图2试验台循环管路系统横剖面图2.2主要参数测量2.2.1装置扬程H取水泵进水管进口处位于尾水箱2-2断面，出水管出口处位于压力箱1-1断面（见图2），[2]由伯努利方程知，水泵的装置扬程为：22⎛⎞⎛⎞pv11pv22H=++−++⎜⎟⎜⎟zz12（1）⎝⎠⎝⎠ρρgg22gg因为1-1断面和2-2断面比较大，所以vv12≈≈0，当使用差压传感器时，z1=z2，则水泵的装置扬程分别为：p−pp−pH=12H=21（2）正向ρg反向ρg试验台选用中日合资重庆横河川仪有限公司生产的差压传感器，型号为：EJA110A，精度为±0.075%。2.2.2流量Q选用中德合资上海光华爱尔美特仪器有限公司生产的电磁流量计，型号为：RFM4110-500，精度为±0.2%。2.2.3扭矩M与转速n测量选用湖南长沙湘仪动力测试仪器有限公司生产的扭矩仪，型号为：JCZ-1000n.m，精度分别为转速±0.1%，扭矩±0.2%。2.3试验方法-2-http://www.paper.edu.cn模型泵装在尾水箱和压力箱之间（见图2），通过控制试验台中各阀们的开关来控制经过[3]模型泵水流的方向，模型试验转速按等扬程相似准则由下式来计算：nDPPnM=（3）DMρgQH模型泵装置效率：η=×100%（4）NN−03式中：Q——模型泵流量（m/s），H——模型泵装置扬程（mH2O）nMN——模型泵输入轴功率N=（W），其中M为泵轴扭矩(N•m)9.55N0——空载功率(W)3.试验结果与分析3.1能量试验结果与分析本试验测量了在叶片角度为-4°、-2°、0°、+2°、+4°时的模型能量试验，绘出了水泵模型和原型综合特性曲线（见图3和图4）：4.03.55860653.0682.571扬程(m)2.071681.56560581.050400.5-4-20+2+40130150170190210230250270290310330350370390410流量（L/s）图3模型综合特性曲线-3-http://www.paper.edu.cn4657037275扬程2(m)75706515040-4-20+2+40流量(m/s)310152025图4原型综合特性曲线由图3和图4可知，模型装置最高效率为72.74％，对应的叶片转角ϕ为-4o，对应的扬程为H=2.31m，流量为0.2628m3/s，相应的原型效率为77.39%，流量为17.09m3/s；在设计