低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵是抽取地下水的主要設(shè)備，在農(nóng)村、礦山、自來水公司、鐵路、地?zé)衢_發(fā)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。然而目前低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵在實際運行時性能很不穩(wěn)定，壽命較短，其中泵過載燒毀電動機是其中一個重要原因。

  低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵的軸功率曲線會隨著流量的增大而不斷上升，比轉(zhuǎn)數(shù)越低，軸功率曲線的上升趨勢就越明顯1141.目前國內(nèi)低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵配套電動機功率一般為額定工況軸功率的1.2~1.3倍，當(dāng)揚程很低時，最大軸功率有可能超過額定工況軸功率的1.5倍。因此，高揚程的低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵在低揚程工況使用時會導(dǎo)致過載燒毀電動機。所以，無過載低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵的研究對于提高泵的使用壽命、可靠性等有重要的現(xiàn)實意義。

  1設(shè)計方法經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)，葉輪的設(shè)計對泵無過載性能影響較大，通過葉輪設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新，使泵的軸功率特性曲線變得更加平坦，盡量減小最大軸功率值，使其小于額定工況軸功率的1.2倍。在泵的全部揚程范圍內(nèi)都不會出現(xiàn)過載問題的同時還可以減小配套電動機功率，達(dá)到節(jié)能的目的。

  低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵葉輪設(shè)計時，結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定要受到最大軸功率值、葉片泵基本方程式、兩相流原理3個方面的制約。

  11設(shè)計判別公式的提出葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)對清水離心泵軸功率的影響，已經(jīng)做過不少研究，推導(dǎo)出清水離心泵最大軸功率值及其位置的關(guān)系式為而在低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵試驗研究中發(fā)現(xiàn)其最大軸功率一般都大于清水泵Pmx計算值，但不大于0.275P2UnDbxan2/n.因此，要滿足低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵軸功率的極值不大于額定設(shè)計工況下軸功率1.2倍的要求，設(shè)定參數(shù)判別公式為0.275P2UnQbxt%/ng a―滑移系數(shù)Q―葉輪出口直徑，m―葉輪出口圓周速度，m/s b―葉輪出口寬度，mX2―葉片出口排擠系數(shù)心―葉片出口安放角，（°nm―泵的機械效率，g―重力加速度，m/S Q―泵額定工況下的流量，m /sH―泵額定工況下的單級揚程，mne―泵額定工況下的效率，12揚程公式對參數(shù)選擇的要求葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇還要滿足在額定流量下?lián)P程的設(shè)計要求，即滿足葉片泵基本方程式為n――泵的水力效率，V―葉輪出口軸面速度，m/s U―葉片進口圓周速度，m/sV―葉片進口圓周分速度，m/s葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇時，只要滿足的最大軸功率為73. 5kW小于電動機的配套功率901W隨著流量進一步增大，軸功率曲線呈下降趨勢，則泵在全部揚程范圍內(nèi)無過載。在額定流量下，單級葉輪下的軸功率P2e為226kWP2mM/P2e=24.5kW/22.6k￥=1.08<1達(dá)到了減小最大軸功率的目的。

  截取葉輪和導(dǎo)葉中間回轉(zhuǎn)面，得到葉輪內(nèi)部流場的相對速度矢量圖、葉輪和導(dǎo)葉內(nèi)部流動的湍動能分布圖，分別如和所示。

  由可以看出，葉輪內(nèi)部速度場均勻、流暢，沒有流動擴散現(xiàn)象，無明顯回流區(qū)。由可以看出，葉輪和導(dǎo)葉內(nèi)部流動的湍動能分布均勻，沒有大的湍流脈動，湍流損失較小，說明葉輪設(shè)計符合流體的流動規(guī)律。

  2.3試驗及分析果分別如表1所示，其中轉(zhuǎn)速為2950r/mn低于電動機配套功率90kW達(dá)到無過載要求。在額定設(shè)計流量Q=8m/h時，軸功率約為740kW最大軸功率與設(shè)計點工況軸功率的比值為76.9/740=1.04低于設(shè)計要求的1.2倍目標(biāo)，F(xiàn)luen數(shù)值計算與試驗結(jié)果基本吻合。由表1可知，泵在額定流量工況下的效率為58.2%，高于規(guī)定效率52 1%.說明按照提出的參數(shù)判別公式設(shè)計葉輪，能夠滿足設(shè)計要求。

  表1泵的性能試驗結(jié)果流量揚程軸功率電動機輸入功率/iw泵效率/% 3結(jié)論確定了葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)對低比轉(zhuǎn)數(shù)電泵軸功率特性的影響，并給出了無過載葉輪設(shè)計控制公式：0.275P2unDbX12/n<1.2pgQH/n根據(jù)該公式設(shè)計的低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵可以實現(xiàn)最大軸功率小于額定工況軸功率1.2倍的要求。

  通過泵最大軸功率值的減小，可使配套電動機功率適當(dāng)減小，改變以往用“大馬拉小車”的方式來實現(xiàn)無過載的方法，節(jié)約了能源。潛油電泵