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)致過載燒毀電動(dòng)機(jī)。所以，無過載低比轉(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)泵無過載性能影響較大，通過葉輪設(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)過載問題的同時(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)無過載。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，沒有流動(dòng)擴(kuò)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(dòng)的湍動(dòng)能分布均勻，沒有大的湍流脈動(dòng)，湍流損失較小，說明葉輪設(shè)計(jì)符合流體的流動(dòng)規(guī)律。