关键词：大中型水利工程；立式轴流泵装置；应用
前言：
立式轴流泵装置分为固定叶片和可调叶片两种类型，立式轴流泵装置具有运行稳定、操作简单以及便于安装和维修等优点，并且满足低扬程、流量大、可长时间运行等性能需求，但在低扬程工程下，由于水力效率无法得到保障，因此，还需对立式轴流泵装置进行运行装置试验，让其在低扬程工程下能够安全高效的运行。
一、立式轴流泵装置
立式轴流泵由泵体、叶轮、导叶装置和进出口管等组成，泵体呈椭圆形，叶轮在泵轴上固定，泵轴有泵体内的两个轴承支撑，叶轮一般有2-6片弯曲叶片组成，叶轮的形状和风扇的形状差不多，叶片又可分为半调节式叶片和全调节式叶片，其中半调节式叶片是课拆装的，全调节式叶片是通过整套的随动机构来调节叶片的角度。导叶装置一般有6～1个导叶片，它的作用是对流道产生压力，让泵的效率得到提高。立式轴流泵的进口管是喇叭形的，出口管是60°或者90°的弯道，它的作用是改变流道水流的方向。
二、大中型水利工程常用的水泵装置选型
（一）大中型水利工程中泵的选型
泵的选择依据可以根据排水要求从液体输送量、液体性能、装置扬程、管理布置以及操作条件进行选择。对于输送易燃易爆的泵，要采用无泄露泵；对于输送腐蚀性强的泵，内部流件要选择防腐蚀性强的材料泵；对于输送固体颗粒的泵，内部流件必须要防耐磨的泵。此外，有计量需求时，可以采用计量泵；流量小且没有适合流量小的离心泵时，可以利用往复泵；扬程低。流量大可以选用轴流泵和混流泵；对于启动频繁的泵可以采用吸附性强的泵，如自吸式离心泵等。泵的基本构成有：电机、联轴器、泵头（体）以及机座（卧式）。水泵的主要参数有：流量，它是指单位时间内泵排出液体的体积，用Q表示，单位是M3/H，L/S；扬程，它是指单位重量液体通过泵所获得的能力，用H表示，单位是M。
（二）泵的类型与比转数
泵比转数是泵分类的一种依据，也是用来判别泵工作状态的一个数据，它是由离心泵的流量、扬程和转速等几个表征况的参数组成，按提高效率点值求得。比转数小的泵，机器流量也小，压力高，比转数大的泵，机器流量大，压力低，比转数小的适合离心式泵，比转数大的适合轴流式泵。型比转数泵的大小关系着叶轮的形状，比转数越大，叶轮的宽度就越大，外颈就越小，反之，比转数越小，叶轮的宽度就越小，外颈就越大。但在通常情况下，比转数与泵的转数是成正比的，要想提高泵的转速，就要增加叶轮的宽度，减少叶轮的外颈，反之，要想降低泵的转速，就要减少叶轮的宽度，增加叶轮的外颈。
三、立式轴流泵装置选型性能分析
（一）不同泵的几何相似性分析
性能参数的不同决定了不同泵之间的几何相似，可以用相似理论来计算各泵性能之间的关系，常用的计算公式为：n=其中n是泵的转速，用m3/s或者r/min表示，Q是单吸泵的流量（双吸泵用Q/2），用m3/s表示，H是泵的扬程（对多级泵取单级扬程），用m表示。泵的相似理论是建立在几何相似的泵的工况的性能参数上，它可分为以下几种：①按模型换算进行的相似设计；②利用大模型泵的相似理论进行试验，缩小模型，用较少的成本来验证模型的性能；③利用泵的转速扩大泵的使用范围，以此来满足更多的用户需求。
（二）立式轴流泵选型性能分析
立式轴流泵一直被广泛的应用于大中型水利工程中，立式轴流泵属于叶片式泵，这种泵具有流量大、扬程低、效率高、占地面积小以及适合低水位条件等特点，它根据轴流泵的叶轮上的叶片可分为固定式轴流泵、半调节叶片轴流泵、全调节叶片轴流泵。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中固定式轴流泵叶轮和叶片是整体结构，叶片不可调节；半调节叶片轴流泵叶轮和叶片结构只停留在停机时，叶片可调节，其调节角度是梯级的；全调节叶片轴流泵，通过调节机构让泵在运行中可手动、电脑控制，并进行叶片安放角的无极调节。
四、大中型水利工程立式轴流泵装置性能的应用探究
（一）叶轮的旋转
立式轴流泵中的叶轮会因为进水道的水流大小而产生一定的影响，进水道的水流流到叶轮的哪里，就会使亚伦随之发生旋转，因此在大中型水利工程中的立式轴流泵装置都会利用先进的科学技术对叶轮的装置进行合理的计算，计算出叶轮随水流旋转产生的压力值，其断面出口越接近叶轮，受叶轮旋转的影响就越大，由此可见，叶轮就是要根据进水道水流旋转进行选择，这样才能让立式轴流泵充分的发挥其作用，减少水力的损失，让立式轴流泵装置的运行效率得到进一步的提升。
（二）出水道的水流情况
出水道的作用就是让流道中中水流到池中时，让水更好的进行转向和扩散，让水在保持不外流的情况下，增加流道的回收功能。此外，利用出水道还会使水流不会受外界的影响，避免水流出现分布不均的现象，与此同时，在出水道内部，水流会在惯性和转弯的双重作用下致使流道顶端的水流变大，底部的水流变小，会使出水道底部易产生旋涡。
（三）立式轴流泵装置内部流道状况
在大中型水利工程中的利用立式轴流泵装置都会对其装置进行模型建造，让立式轴流泵装置在运行中更加的稳定流畅。按照立式轴流泵装置的运行原理，让水流在进水道内转向和扩散的过程中均匀、没有旋涡，通过叶轮的回收压力作用，让水流从进水道上升至出水道，受惯性和转弯的双重作用，让水流在流道内旋转，这样就会使流到内的流场出现不规则，在弯道转弯的作用下，使流道顶端的水流变大，底部的水流变小，会很容让出水道产生旋涡的现象。
（四）进出水道对叶轮旋转的影响
立式轴流泵装置就是让外界的水引入进来，为叶轮的旋转提供有力的条件，进而为立式轴流泵装置的运行提供强有力的支撑。进水道的大小对叶轮的旋转流速有着重大的影响，要想立式轴流泵装置得打高速安全的运行，就要对进水道的切面进行准确的计算，计算出符合立式轴流泵装置进水道口径的大小，水力的损失与环量的大小有关，因此，要让叶轮的旋转力度变大，水流动能加快，就会使进水道出口的能力增大，水力损失就会相对减少，让水泵能够高效、平稳、安全的运行。
（五）水泵叶轮直径D和水泵转速n的作用
在选择泵型时，水泵叶轮直径D和水泵转速n，以及nD值都是大型低扬程水泵的选型的关键。水泵叶轮直径D越大，则扬程和流量也就越大，流道内的水流速度和叶轮旋转产生的离心速有着很大的关系，直径越大，则离心力就越大。采用大直径或者转速较低的途径来满足所需的扬程和流量更经济实惠，因为轴力泵的外颈和扬程基本上无太大的关联。nD值是根据泵的自身进行考虑的，它对叶轮进出口水流的流速有一定的限制，为了避免泵出现汽蚀的现象，要对泵站 进行更深一步的淹没深度考虑，避免叶轮在进出口出现旋涡或者汽蚀的现象。另外，要是淹没深度已经达到上限，但nD值过高，也会出现旋涡或者汽蚀的现象，因此，淹没深度出现旋涡或者汽蚀的现象时，要根据实际情况进行综合考量。
结语：
由此可见，立式轴流泵装置具有流量大、投资少、效率高，操作简单等优点，并且满足低扬程、流量大、可长时间运行等性能需求，但在低扬程工程下，由于水力效率无法得到保障，因此，还需对立式轴流泵装置进行运行装置试验，让其在低扬程工程下能够安全高效的运行，使立式轴流泵充分的发挥其作用，进而更好的满足经济发展需求。
参考文献：
[1]付宁波.水利枢纽工程泵站结构设计及流道设计浅析[J].陕西水利,2019(09):132-134+137.
[2]姚云霞.农田水利工程中小型泵站设计探讨[J].治淮,2019(07):58-59.
[3]任宝红.高扬程泵站事故停泵水锤复核计算[J].陕西水利,2019(02):198-199+202.
论文作者: 夏新洋 蔡振宇
论文发表刊物:《科学与技术》2019年17期
论文发表时间:2020/1/15
标签：轴流泵论文; 叶轮论文; 扬程论文; 装置论文; 叶片论文; 水流论文; 水利工程论文; 《科学与技术》2019年17期论文;