低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵的軸功率曲線會(huì)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(shì)就越明顯1141.目前國(guó)內(nèi)低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵配套電動(dòng)機(jī)功率一般為額定工況軸功率的1.2~1.3倍，當(dāng)揚(yáng)程很低時(shí)，最大軸功率有可能超過(guò)額定工況軸功率的1.5倍。因此，高揚(yáng)程的低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵在低揚(yáng)程工況使用時(shí)會(huì)導(dǎo)致過(guò)載燒毀電動(dòng)機(jī)。所以，無(wú)過(guò)載低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵的研究對(duì)于提高泵的使用壽命、可靠性等有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　1設(shè)計(jì)方法經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，葉輪的設(shè)計(jì)對(duì)泵無(wú)過(guò)載性能影響較大，通過(guò)葉輪設(shè)計(jì)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(yáng)程范圍內(nèi)都不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載問(wèn)題的同時(shí)還可以減小配套電動(dòng)機(jī)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(jì)時(shí)，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(gè)方面的制約。
　　11設(shè)計(jì)判別公式的提出葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)清水離心泵軸功率的影響，已經(jīng)做過(guò)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(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)其最大軸功率一般都大于清水泵Pmx計(jì)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(jì)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(jī)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(jí)揚(yáng)程，mne―泵額定工況下的效率，12揚(yáng)程公式對(duì)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(jì)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(jìn)口圓周速度，m/sV―葉片進(jìn)口圓周分速度，m/s葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇時(shí)，只要滿足的最大軸功率為73. 5kW小于電動(dòng)機(jī)的配套功率901W隨著流量進(jìn)一步增大，軸功率曲線呈下降趨勢(shì)，則泵在全部揚(yáng)程范圍內(nèi)無(wú)過(guò)載。在額定流量下，單級(jí)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(chǎng)的相對(duì)速度矢量圖、葉輪和導(dǎo)葉內(nèi)部流動(dòng)的湍動(dòng)能分布圖，分別如和所示。
　　由可以看出，葉輪內(nèi)部速度場(chǎng)均勻、流暢，沒(méi)有流動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象，無(wú)明顯回流區(qū)。由可以看出，葉輪和導(dǎo)葉內(nèi)部流動(dòng)的湍動(dòng)能分布均勻，沒(méi)有大的湍流脈動(dòng)，湍流損失較小，說(shuō)明葉輪設(shè)計(jì)符合流體的流動(dòng)規(guī)律。
　　2.3試驗(yàn)及分析果分別如表1所示，其中轉(zhuǎn)速為2950r/mn低于電動(dòng)機(jī)配套功率90kW達(dá)到無(wú)過(guò)載要求。在額定設(shè)計(jì)流量Q=8m/h時(shí)，軸功率約為740kW最大軸功率與設(shè)計(jì)點(diǎn)工況軸功率的比值為76.9/740=1.04低于設(shè)計(jì)要求的1.2倍目標(biāo)，F(xiàn)luen數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)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(shuō)明按照提出的參數(shù)判別公式設(shè)計(jì)葉輪，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
　　表1泵的性能試驗(yàn)結(jié)果流量揚(yáng)程軸功率電動(dòng)機(jī)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(duì)低比轉(zhuǎn)數(shù)電泵軸功率特性的影響，并給出了無(wú)過(guò)載葉輪設(shè)計(jì)控制公式：0.275P2unDbX12/n<1.2pgQH/n根據(jù)該公式設(shè)計(jì)的低比轉(zhuǎn)數(shù)潛水電泵可以實(shí)現(xiàn)最大軸功率小于額定工況軸功率1.2倍的要求。
　　通過(guò)泵最大軸功率值的減小，可使配套電動(dòng)機(jī)功率適當(dāng)減小，改變以往用“大馬拉小車”的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)過(guò)載的方法，節(jié)約了能源。