滑片泵和离心泵串联使用研究

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Theoretical and Experimental Study on Sliding-vane and Centrifugal Pumps Used in SeriesLi Tao，Zhang Wei-ming，Zhou Long-jiang，Mu Xin(Dept.of Petroleum Supply Engineering，LEU，Chongqing 40 1 3 1 1，China)Abstract The use in series of sliding-vane pump and centrifugal pump is with a certain of blindness.In order to wel guide themcombinative utilization.and according to the flow＆head relational expression when two pumps work in series，this paper draws on thesame type of pumps use in series with research ideas and methods to analyze the operating points and matching problems of two pumpswhen they are used in series，verifying the analytical results by experiment，and explores the operating mode change when the frictionand rotational speed vary.Results show that the sliding-vane pump is a flow and pressure regu lator of the entire system，and centrifugalpump should be carefully selected to work in the high performance area with the former.Th e critically rotational speed of centrifugal pumpis discovered.The results of experiment are correspondent to those of theoretical analysis.The research broadens the application fieldof pump theory，and provide theoretical and technical support to two-pump matching。

Keywords sliding-vane pump；centrifugal pump；series connecti0n：rotational speed change离心泵和滑片泵工作原理完全不同 ，后者具有自吸能力强和气液混输性能好等特点 。两者串联配合具有广阔的应用前景，但相关研究文献很少 ，实际使用也有-定盲目性 。本文借鉴相同类型泵机组配合使用的研究方法和思路 ” ，从理论分析与实验研究两方面深入探讨二者配合使用的相关问题。

1 串联理论分析串联运行过程中应遵循连续性原理与能量守恒定律，即串联系统总流量与每台泵的流量相等，总能收稿日期：2012-10-26基金项目：总后勤部军需物资油料部项目(BX21OJ008)作者简介：李 涛，男，博士生，主要从事油气储运技术研究。

第2期 李 涛等 滑片泵和离心泵串联使用研究 49量等于两台泵提供的能量之和。滑片泵与离心泵串联运行系统的流量与扬程关系可以表示为 ∞：at 日 aQ gQ 。 (1)式中： 为离心泵扬程；/L为滑片泵压头；0，g和h均为常数。

图1揭示了滑片泵与离心泵串联运行工作点的确定原理。图中，A点为符合管路特性曲线1时离心泵和滑片泵1串联系统的工作点， 点为离心泵的工作点，c点为滑片泵1的工作点，E点为符合管路特性曲线2时离心泵和滑片泵2串联的工作点，D点为离心泵的工作点，滑片泵2的工作点与 点重合∩以看出，滑片泵和离心泵串联，其流量配合范围比较窄，流量由滑片泵决定，应当慎重选择配合使用的对象：离心泵和滑片泵1串联，两者在各自的流量和压头都能正常工作，且都处在高效区；但离心泵和滑片泵2串联，离心泵的零扬程流量和滑片泵2的理论流量较为接近，若流量继续增大，则离心泵会提供负扬程。同时，配合使用对象的工作性能也应当与管路特性曲线相适应，假如按照管路特性曲线1的要求使离心泵和滑片泵2配合，则滑片泵需要提供较大的压头，可能导致滑片泵安全阀开启，因而无法正常工作。

2 实验研究可以看出，串联系统特性曲线与离心泵的相1.管路特性曲线1；2.管路特性曲线2；I.离心泵特性曲线；I.滑片泵1特性曲线；11.滑片泵2特性曲线；IⅡ.离心泵与滑片泵1串联曲线；IⅢ.离心泵与滑片泵2串联曲线图l 滑片泵与离心泵串联运行工作点确定Fig.1 The operation point determination ofcentrifugal pump series-connecting withsliding·vane pump2.1 主要实验设备和流程本文设计了滑片泵和离心泵的串联实验，先后开展了2种组合方式的实验，第1组实验(简称实验1)采用电动机驱动滑片泵(HB50-15/60Q型，简称电动机滑片泵)作为前级泵，与电动机驱动离心泵(65AY60型，简称电动机离心泵)进行串联；第2组实验(简称实验2)采用发动机驱动滑片泵(SUB80-35/60型，简称发动机滑片泵)作为前级泵，与电动机离心泵(65AY60型)泵机组进行串联。实验设备及其性能如表1所示，流程如图2所示。

表 1 实验用油泵性能参数-Ta-b.1 Theoerform ance parameters ofoil pumpin experiment1.水池；2，6.截止阀；3.电动机或发动机滑片泵；4.电动机离心泵；5.电动机及变频器7.涡街流量计；8.精密真空表；9.精密压力表图 2 实验流程Fig.2 The flow charts ofExperiment 1 and 2后 勤 工 程 学 院 学 报2.2 实验结果分析2.2.1 阻力变化的影响实验1和2中，通过调节阀门开度大小改变管路阻力，观测泵机组运行情况，最后得到实验数据。对实验1，用Origin软件对实验数据进行处理，所得结果如图3(a)所示。管路阻力增大时系统流量变化极小，电动机离心泵进出口压力均有所上升，实验测得进出口压差分别为0.17，O.15，0.15，0.16 MPa，电动机离心泵提供的扬程变化不大；电动机滑片泵提供的压差增加幅度较大。实验2的数据处理结果如图3(b)所示。逐渐增加管路阻力，则系统流量有所减小，这是由发动机滑片泵转速从690 r/min降到640 r/min导致的。抛开滑片泵转速的影响不计，离心泵提供的扬程基本不变，但滑片泵压头增大。同样地，减小管路阻力时，滑片泵压头减小，与管路特性曲线变化相适应。

0-60·5硝O·4皇0.3 蓄0.20.1O- O.1盏蒸清片镍口压力 。

滑片暴压头离心幕出仃压力离 泵扬程系境流量1.41.21.O山 蒌0.8蓄。-60.4O。2O0.40 0.42 0.44 0.46 0.48 0.50 0.52 0.54 0.56 0.63 0.70 0.77管路阻力/MPa 管路阻力/MPa(a)实验1 (b)实验2图3 管路阻力增大对实验系统参数的影响Fig.3 The effect of increasing pipe friction loss on result data in Experiment 1，2，respectively应尽量使离心泵在运行转速的设计流量与滑片泵 滑片 ：min在运行转速的设计流量相适应，以保证两者都在 1t 4 转速变化对实验系统参数的影响高效区工作；离心泵转速不宜过高，以免导致进口 Fig-4 The efect of pumps rotating speed 0n data of汽蚀发生，吸人口压力下降，产生振动和噪声。 Experiment ，2，respectively对实验2(图4(b))，作为前级泵的发动机滑片泵在845～1 042 r/min选择7种转速运转，系统流量随着转速提高而增大，滑片泵压头增大，离心泵在不同流量提供的扬程与理论计算所得扬程十分接近。由此第2期 李 涛等 滑片泵和离心泵串联使用研究 51可见，定转速离心泵在串联系统中提供的能量由系统流量决定，系统流量由滑片泵转速决定，而离心泵只提供相应于系统流量的扬程。

2.3 实验结论由实验可知，串联系统中，两泵转速不变。管路水力损失发生变化，滑片泵在尽量保持流量基本不变时，通过调整输出能量以适应管路特性的变化；系统流量由滑片泵的转速决定，离心泵只是按照滑片泵决定的系统流量运行，提供相应的扬程。离心泵在运行过程中，其转速要高于临界转速才能为系统提供能量。因此，应尽量使离心泵在运行转速的设计流量与滑片泵在运行转速的设计流量相适应，离心泵转速不宜过高，以免造成进口汽蚀。

3 结 语滑片泵和离心泵配合使用，在某些领域应用较为广泛。实际使用时，-方面应当根据两者各自的特性，结合管路特性曲线探索串联配合的可行性；另-方面，应当遵循使用规律，选择适当的配合方式，采用合理的调节手段，保证两者都在高效区工作。