轴流泵和导叶式混流模型研究及程应用

长沙自平衡多级泵厂 混流泵的运行原理：当原动机带动叶轮旋转后，对液体的作用既有离心力又有轴向推力，是离心泵和轴流泵的综合，液体斜向流出叶轮。

因此它是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵。

混流泵的比转速高于离心泵，低于轴流泵，一般在300-500之间。

它的扬程比轴流泵高，但流量比轴流泵小，比离心泵大。

混流泵的结构是介于离心泵与轴流泵之间的一种泵型。

其扬程适中，流量较大，适用范围广，是平原河网地区及微丘地区的好泵型。

按混流泵出水室的不同，混流泵有蜗壳式和导叶式两种类型。

蜗壳式混流泵有卧式和立式之分,其中以卧式应用较多;导叶式混流泵也有卧式和立式两种，其中立式混流泵与立式轴流泵类似。

中、小型混流泵多数属于蜗壳式，大型混流泵多数是导叶式。

与轴流杲一样，混流泵的叶片一般是固定的，但大型导叶式混流泵的叶片可做成全调节式的。

根据运行的需要，随时可调节叶片的安装角，以扩大其高效率运行范围。

混流泵与卧式离心泵和轴流泵相比,其扬程低，流量大，所以叶轮形状比较特殊。

由于叶轮的进口直径与出口直径相差较小，流道宽度与出口直径的比例相对较大，因此蜗壳的相对宽度比离心泵大。

叶片从进口到出口均为扭曲形，叶片出口边倾斜,工作时产生离心力和推力，水流从叶轮出口流出的方向，既不是径向(如离心泵)，也不是轴向(如轴流泵)，而是介于二者之间的斜向，故混流泵也称为斜流泵。

混流泵叶轮的形状。

低比转数叶轮是封闭的，有前后盖板，与离心泵叶轮类似;高比转数叶轮是开敞式的，与轴流泵类似。

混流泵的应用范围：用于输送清洁和污染的介质，化学中性或侵蚀性的介质。

化工流程中强制循环、海水养殖、城市煤气工程、水处理系统。

第八章轴流泵和斜流泵模型及工程应用大学泵水力模型试验研究课题组，从2000年起至今已坚持试验8年多。

研究容：系列轴流泵模型、贯流泵模型、双向泵模型、系列可调节叶片斜流泵模型。

系列轴流泵模型（含双向泵模型），参加水利部南水北调工程水泵模型天津同台测试。

贯流泵模型JGM-3经河海大学试验台复试，装置效率79.05%。

斜流泵模型JHM-450，在天津试验台进行装置试验（引嫩入白工程五家子泵站），装置最优效率达84.3%。

比转速为800的斜流泵模型，可替代一大部分轴流泵，实现适应扬程变化围大和高效围广的突出优点。

应用厂家：日立泵制造、KSB泵、中力设备（高邮水泵厂）、水泵厂、凯泉泵业集团、天鹅工业泵股份、三益江海泵业等。

典型用例：轴流泵模型：南水北调工程江都四站、万年闸站、台儿庄站、山站；通榆河送水工程大套站；中部四省泵站改造工程明山泵站等。

贯流泵模型：通榆河送水工程灌南泵站、后善泵站。

双向泵模型：黄麻涌、北窖、五沙三村等泵站。

斜流泵模型：行泵站、广平泵站、引嫩入白工程五家子泵站、许多电厂（包括出口到苏丹、印度、巴西等国）的循环水泵。

第一节系列轴流泵模型天津同台测试数据和曲线一、系列轴流泵模型参数表（表8-1）二、系列轴流泵模型综合特性曲线和试验数据1、图8-1 TJ04-ZL-08综合特性曲线；表8-2 TJ04-ZL-08试验数据2、图8-2 TJ04-ZL-03综合特性曲线；表8-3 TJ04-ZL-03试验数据3、图8-3 TJ04-ZL-02综合特性曲线；表8-4 TJ04-ZL-02试验数据4、图8-4 TJ04-ZL-20综合特性曲线；表8-5 TJ04-ZL-20试验数据5、图8-5 TJ04-ZL-19综合特性曲线；表8-6 TJ04-ZL-19试验数据6、图8-6 TJ04-ZL-06综合特性曲线；表8-7 TJ04-ZL-06试验数据7、图8-7 TJ04-ZL-07综合特性曲线；表8-8 TJ04-ZL-07试验数据8、图8-8 TJ04-ZL-10B综合特性曲线；表8-9 TJ04-ZL-10B试验数据表8-1大学系列轴流泵模型参数表,天津同台测试结果(D=300mm，n=1450r/min)图8-1 TJ04-ZL-08综合特性曲线TJ04-ZL-08号水泵模型流道图叶轮叶片数：5枚导叶叶片数：7枚表8-2 TJ04-ZL-08试验数据（Q(l/s),H(m),η(%)），空载转矩： 0.572 N.m。

2021.N q2大电机技术71水轮机及水泵I中高水头混流式水轮机组导叶轴颈密封结构优化研究周玉国1董钟明1周庆英2吴继兵彳(1.中国长江电力股份有限公司，湖北宜昌443000；2.黄河万家寨水利枢纽有限公司，太原030001； 3.哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨150040)［摘要］本文通过分析以往中高水头电站混流式水轮机组导叶轴颈结构，指出导叶轴颈法兰盘处绕流漏水会对机组的安全稳定运行造成不利影响，并以某水电站为例进行了导叶轴颈绕流漏水量的计算，证实了导叶轴颈法兰盘处绕流漏水量会影响机组停机后的导叶封水效果。

为减小导叶轴颈绕流漏水量，提出了三种防止导叶轴颈绕流的密封结构，经综合比较各种结构的优缺点，选定其中一种结构在白鹤滩电站百万机组设计中应用。

本文的研究成果可供其他中高水头电站机组设计或检修改造时参考。

［关键词］中高水头;混流式机组；导叶轴颈;绕流漏水量［中图分类号］TK730［文献标志码］A［文章编号］1000-3983(2021)02-0071(4The Optimization Research on Sealing Structure of Guide Vane Journal Applied to theHigh-middle Head Fruncis TurUina UnihZHOU Yuguo1，DONG Zhongming1，ZHOU Qingying2，WU Jibing3(1.Ching Yangtze Power Cn.,Ltd.,Yichang443000，Ching；2.Yellow River Wanjiazhni Water Conservancy Project Cn.,Ltd.,Taiyunn030001，Ching；3.HarVin Electdy Mactinerv Cn,Ltd.,HarVin150044，Ching)Abstruch：This pdpcv analyzes tdc yuinc vane jonmal strvcturv of tdc Francis turVinc unite of tdcprevions higU-mindOc hean hyUmpowcr station，finging tUaZ tdc watca leanayc aronng tdc flange pladcof yuinc vaga jonmdl wilO anect tdc safe ang stUe opemdon of tdc unit.Taning a powaa station as agexampOa，tdc dmongt of watca leanayc aronng tdc yuinc vaga jonmaO is cylcclateV-It is ccnfirmeV tUatn wili anect t dv w P vo sealing effect of tdv yuinv vaga dftvr tdv nnil is sant down.Three sealingstmctnrvs am pmposea in omcr tu redncy tdc watem leanauc，and onc of tdc stmctnres hava beeaanplied tn tdc desiya of tdc million units of Bainetaa HyUmpowcr Station-Thc mseamh results of thispdacr cdn bc nseC as referency fov tdc desiua ov maintevancy of othcr higU-minclte hean powcv stations.Key worUt:higU-minclte hean；Fraacis turVine unit；yuine aaie jonma；low leanauco前言导叶密封问题是制约高水头混流式水轮机大修周期的关键性问题之一，在国内一些高水头电站反映尤为突出。

项目编号:2010C-211南水北调工程导叶式混流泵模型同台测试试验报告中水北方勘测设计研究有限责任公司科学技术研究院2011年5月批准：杨天生审查：闵京声校核：何成连编写：张弋扬姜海峰项目负责人：何成连项目参加人：张智彬张弋扬姜海峰蒋玉华贾瑞旗技术顾问：由彩堂顾四行目录1.前言52.试验条件及试验台介绍错误!未定义书签。

2.1.试验台概况错误!未定义书签。

2.2.试验台系统组成错误!未定义书签。

2.2.1水力循环系统错误!未定义书签。

2.2.2动力及控制系统错误!未定义书签。

2.2.3数据采集与计算机测量分析系统错误!未定义书签。

2.2.4计算机控制系统错误!未定义书签。

3.测量方法及测量精度错误!未定义书签。

3.1流量错误!未定义书签。

3.2扬程错误!未定义书签。

3.3进水箱真空度错误!未定义书签。

3.4转矩、转速（轴功率）错误!未定义书签。

3.5其他参数错误!未定义书签。

4.试验台测量仪器、仪表标定错误!未定义书签。

4.1扬程传感器错误!未定义书签。

4.2电磁流量计错误!未定义书签。

4.3扭矩仪错误!未定义书签。

5．模型试验主要测试内容及测试方法错误!未定义书签。

5.1模型效率试验错误!未定义书签。

5.2空化试验错误!未定义书签。

5.3飞逸试验错误!未定义书签。

6.测量不确定度分析错误!未定义书签。

6.1随机不确定度错误!未定义书签。

6.2系统不确定度错误!未定义书签。

6.2.1扬程测量不确定度E H错误!未定义书签。

6.2.2转矩转速测量不确定度E T错误!未定义书签。

6.2.3流量测量不确定度E Q错误!未定义书签。

6.3效率试验综合不确定度错误!未定义书签。

7.水泵模型错误!未定义书签。

7.1转轮设计特征参数错误!未定义书签。

7.3模型试验条件错误!未定义书签。

7.4模型的接收与安装错误!未定义书签。

7.4.1水泵模型的接收错误!未定义书签。

7.4.2水泵装置模型的安装错误!未定义书签。

泵分类的分类办法及其构造特征泵的类型较多，构造各异，分类的办法也较多，通常的分类办法有：(1)按泵运转工作原理分类1)叶片泵：叶片泵是将泵中叶轮迅速转动的机械能转化为介质的动能与压能。

由于叶轮中有弯曲且扭曲的叶片，故称叶片泵。

依据叶轮构造对介质用处力的不同，叶片泵可分为：①离心水泵：靠叶轮转动造成的惯性离心力而抽送介质的泵。

②轴流泵：靠叶轮转动发生的轴向推力而抽送介质的泵。

属于低泵扬程、大泵流量泵型，通常的性能范畴：泵扬程泵流量0.3~65m3/S,比转数500~1600o③混流泵：叶轮转动既发生惯性离心力又发生轴向推力而抽送介质的泵。

2)容积泵：利用运转室容积周期性的变化来传输介质。

有渣浆泵、活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。

3)其他型号泵：有射流泵、水锤泵、电磁泵等。

(2)轴流泵分类1)按泵轴的安放方法分类：①立式轴流泵：主轴垂直于水平面放置；②卧式轴流泵：主轴水平放置；③斜式轴流泵：主轴与水平面呈一定角度放置。

2)按叶轮在轮毂体上的固定方法分类①固定叶片式轴流泵：叶片角度固定不可调，多用于小型轴流泵；②半调式叶片轴流泵：停车时可拆下叶轮调节叶片角度；③全调式轴流泵：经过调节机构，泵在运作中可以自行调节叶片角度。

(3)混流泵分类混流泵有涡壳式混流泵与导叶式混流泵两种。

1)蜗壳式混流泵：外部与构造方法与单级离心水泵相似；2)导叶式混流泵：外部与构造方法与轴流泵相似。

(4)容积泵分类容积式泵按运转元件作往复运动或回转运动可分为往复泵与回转泵两类。

经过活塞、柱塞运转元件作往复运动的容积式泵称为往复泵。

经过齿轮、螺杆、叶轮转子或滑片等运转元件的转动来发生运转腔的容积变化使介质不断地从吸人侧转移到排出侧的泵称为回转泵。

如齿轮泵、螺杆泵、液环泵、挠性叶轮泵、转动活塞泵、径向或轴向回转柱塞泵等。

1总则1.1为加强泵站安装及验收的管理，保证泵站建设质量，达到优质、安全、经济的目的，特制定本标准。

1.2本标准适用于符合下列条件的新建、扩建或改造的大型、中型灌溉、排水及工业、城镇供水、排水泵站机电设备的安装及验收，其他水泵机组的安装和验收可参照执行：1、装有水泵、叶轮直径900mm及以上或单机功率300kw及以上的轴流泵和混流泵机组。

2、装有水泵、进口直径在500mm及以上或单机功率在500kW及以上的离心泵机组。

3、叶轮直径500mm及以上的潜水泵。

1.3泵站主机组、辅助设备、电气设备以及管道的安装，应根据泵站设计和设备制造厂的有关技术文件，按本标准的要求执行。

1.4泵站安装应认真执行国家颁布的有关安全、环境保护的标准和规定，并结合具体情况，制定安全和环境保护细则。

1.5安装单位在安装过程中应按本标准规定，作好各项技术记录，并经监理工程师检查安装质量，填报验收签证，作为工程验收依据。

1.6泵站验收分为分部工程验收、阶段验收、单位工程验收和竣工验收。

泵站试运行验收可作为阶段验收。

泵站工程具备验收条件时应及时组织验收，未经验收或验收不合格的工程不得交付使用，不得进行后续工程施工。

1.7泵站机电设备安装完成后，应按本标准的要求试运行、检验机组质量并进行验收。

泵站试运行验收合格后，根据生产需要并经主管部门批准可临时投产运行，待工程竣工验收后方可办理交接手续。

1.8验收过程中若发生意见分歧，应通过深入调查研究，充分协商解决，验收委员会有裁决权。

如某些问题被认为不宜在现场裁决，则应报请主管部门决定。

对工程遗留问题，验收委员会应提出处理意见，责成有关单位落实处理、限期完成，并补行验收。

1.9泵站的安装及验收，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2安装及验收的基本要求2.1基本规定2.1.1安装单位在安装前应配齐技术力量，制定安装施工组织设计和网络计划，并报送监理工程师批准后，安装工作方能进行。