轴流泵模型全特性试验总结

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- 般所 说的泵的性 能曲线 .是 指在正常运转条件下的性能曲线。也就是正转、正扬程(叶轮出口能量大于进口能量)、正流量(液体从吸人口侧流向排出口侧)、正转矩 (原动机把机械能传给液体)。

与上述情况相反者，分别称为反转、负扬程、负流量 、负转矩。这些不同参数的组合构成全特性曲线 ，由于 曲线分布在 4个象 限 .又称之为 四象 限特性曲线。

本文结合某工程 .对卧式轴流泵模型进行了全特性试验研究 ，确定了水泵扬程、轴功率、效率与流量之间的关系。并绘制出原型的全特性曲线 。

模型试验结果将作为原型泵设计和验证真机各项性能的依据。

1 模型试验设计及全特性试验方法模型试验在中水北方勘测设计研究有限责任公司水力机械模型通用试验台上进行。试验台2004年 7月 20日通过了由水利部组织的技术鉴定，试验台效率综合允许不确定度优于±0.3%。随机不确定度在±0.1%以内，综合技术指标居国内领先水平。其测量参数均通过国家级计量认证.具有向社会提供公正水力机械检测数据的能力和资质 。

1.1 模型试验设计通常试验规定水泵工况 的转速 、扬程 、流量 、扭矩为正。通 过切换试验 台管路 阀门可 以改变辅助泵供水方向。试验台水力循环系统见图 1。

图1 水力循环系统图如图 1中所示 ，阀门 V1、V2开 ，V。、V 闭为水轮机试验方向供水，反之为水泵试验方向供水：切换扬程差压传感器的高低压端测点可以改为测量负扬程 ；通过控制电机的转向可以改变转速的正转、反转和扭矩的正负。

试验对模型泵进行了全部 4个象限 8个运行工况的测试 ，如下 ：(1)正转水泵工况试验(A)：模型泵正常水泵方· 26 · 水 利 水 电 工 程 设 计 DWRHE· 2013年 第 32卷 第 3期向旋转 ，阀门 V。、V 闭 ，V，、V 开 ，保证辅助泵向水泵方向供水。

(2)正转水泵负扬程工况试验 fH1：在 A工况的基础上逐渐增加辅助泵转速 ，完成零扬程和正转水泵负扬程T况试验(3)反转水轮机饿试验fG)：在 H工况的基础上继续逐渐增加辅助泵转速，完成零扭矩和反转水轮机工况试验。

(4)反转水泵逆流饿试验fF)：模型泵水轮机方 向旋转 ，阀门 V。、V：闭，V 、V 开 ，保证辅助泵水泵方向供水。

(5)反转水泵工况试验fE)：模型泵水轮机方 向旋转 ，阀门 V 、V 开 ，V3、V 闭 ，保证辅助泵水轮机方向供水。

(6)反转水泵负扬程工况试验fD)：在 E工况的基础上逐渐增加辅助泵转速 ，完成零扬程和反转水泵负扬程工况试验 。

(7)水轮机工况试验fC)：在 D工况 的基础上继续逐渐增加辅助泵转速，完成零扭矩和水轮机工况试验(8)正转水泵逆流工况试验(B)：模型泵正常水泵方向旋转 ，阀门 V 、V：开 ，V，、V 闭 ，保证辅助泵水轮机方向供水 。

1.2 四象限试验方法模型泵正常水泵方 向旋转 ：辅助泵水 轮机方向供水 ，逐渐增加辅助泵转速可完成高扬程直至零流量和正转水泵逆流工况试验 ，即上述 A、B工况试验 ；辅助泵水泵方 向供水逐渐增加辅助泵转速可完成低扬 程直至零扬程 、负扬程 、零扭 矩 、负扭矩工况试验即 A、H、G工况试验。

模型水轮机方向旋转：辅助泵水轮机方向供水，逐渐增加模型转速完成零扭矩 、零水头 、负水头 、零流量、负流量工况试验，即C、D、E、F工况试验。

4个象限试验 中，根据不同工况须对扬程传感器进行高 、低压测点切换 ，调节辅助泵转速 ，应避开振动工况运行。

2 试验成果绘制全特性 曲线 时需将试验获得的模型参数换算到真机，换算公式如式(1)～(4)。

- 3流量换算公式为：QQM" ( ) (1)式中：Q、p 真机、模型机流量；n、 真机 、模型机转速 ；D、D广 真机 、模型机叶轮直径。

2 2扬程换算公式为：HH ( n )。( )(2)式 中：H、日真机 、模型机扬程。

功率换算公式为： PM( ).等 (3)式 中：P、PM～ 真机 、模型机功率 ；P、p广 真机 、模型机介质密度。

扭矩换算公式为：MMM· (4)V M式 中： 、 厂 真机、模型机扭矩。

试验测试了全部4个象限8个运行工况，即：(A)正转水泵工况试验 、(B)正转水泵逆流工况试验 、(C)水轮机工况试验 、(D)反转水泵负扬程工况试验 、(E)反转水泵工况试验、(F)反转水泵逆流T况试验 、(G)反转水轮机工况 、(H)正转水泵负扬程工况试验 。各工况参数特性见表 1。通过 5点 3次样条插值绘出轴流泵全特性曲线如图 2所示。

表 1 水泵全特性区域分析表； /// -- / 图 2 轴流泵全特性 曲线图2013年 第 32卷 第 3期 .DWRHE 水 利 水 电 工 程 设 计 ·27·南水北调工程输水箱涵变形缝水密 验 I赵 永 王大实 王鹏程 郭纬文摘 要 南水北调天津干线工程输水箱涵为单联 3孔或 2孔布置。箱涵设有变形缝，由止水带、填缝材料和嵌缝材料三部分 组成 。为检查 变形 缝的施工质量 ，根 据南水北调箱 涵工程施工 质量验 收标 准规定 ，箱 涵工程主体 完工后 ，需对变形缝进行水密性检验。现场试验性检验所采用的检验方法及仪器系统，效果 良好，并对今后输水箱涵、大型管道等工程中的水 密性检验 ，具有较好 的推广应用前景。

关键词 南水北调 输水箱涵 变形缝 水 密性 检 验系统中图分 类号 TV672 文献标识码 A 文章编号 1007-6980(2013)-0027-03输水箱涵 以其整体刚度 大 、对软土地基及地基不均匀沉陷适应性好 、断面调节方便 、施工工艺简单、造价较低等优点，广泛应用于输水工程。

南水北调干线工程输水箱涵为单联 3孔或 2孔布置。箱涵每 15 m设置变形缝 1条，内设止水带 1道，迎水侧设聚硫密封胶嵌缝材料 1道。止水带为中埋式橡胶止水带 ，起主要内外方向上的止水作用 ：填缝材料为聚乙烯闭孔泡沫塑料板 。

厚度 3 em，嵌缝材料为单组分聚氨酯密封胶 。均布置在迎水侧，断面尺寸 3 emx3 cm，主要起内水方向上的止水作用。中墙 、边墙变形缝止水结构布置形式如图 1所示。

根据 NsBD12-2009《南水北调箱涵工程施工质量评定验收标准》规定，箱涵工程主体完工后，应对全部箱涵变形缝进行水密性检验 ，以免由于橡胶止水带安装不到位或止水带周边混凝土振捣 绘 制 4个象限全特性曲线时 .参照斯捷潘诺夫四象限曲线表示方法 ，以额定点为基准，取额定 点流量的-200%～200%范围 ，转速 的-300%～200%范围 ；分别以相对流量(%)、相对转速(%)为横 、纵坐标 ；绘制相对于额定点的相对扬程 日(%)、相对扭矩 (%)曲线 。

3 结 语本文通过轴流泵的全特性试验对 8个运行工况的试验方法及操作流程进行了详细的总结。分别对 8个运行工况的试验数据进行处理分析后绘制了轴流泵模型的全特性曲线图。

全特性试验过程较为复杂，各项参数的换算也较为繁琐容易出错。希望通过本文能够为今后t兰图 I 边墙、中墙变形缝止水结构布置示意图 (单位 ：mm)不密实致使渗漏而造成危害。

变形缝作为箱涵水密性的薄弱环节，决定了箱涵整体水密性的质量。对箱涵变形缝进行水密性检验 的 目的，在于检查变形 缝的施工质量 ，从而确定箱涵的抗渗能力是否满足设计要求。

1 检验方法选择及装置1.1 水密性检验方法分析(I)目前对于管道整体检漏技术较为成熟 ，的全特性试验整理出较为清晰的试验操作流程和数据处理的思路。