東莞南方水泵丨南方離

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試驗(yàn)回路中測量截面的液體需要符合三個原則：一是軸對稱的速度分布；二是液面等靜壓分布；三是無裝置引起的旋渦干擾。為保證上述三個原則的實(shí)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)回路的尺寸設(shè)計主要參考了國標(biāo)GB/T3216-2005《回轉(zhuǎn)動力泵水力性能驗(yàn)收試驗(yàn)1級和2級》與國標(biāo)GB/T3214-2007《水泵流量的測定方法》兩個標(biāo)準(zhǔn)。圖1為開式離心泵試驗(yàn)臺的整體布置圖，圖2為相應(yīng)的實(shí)物圖。如圖所示，試驗(yàn)臺主要包括變頻電機(jī)、扭矩傳感器、試驗(yàn)泵、高頻脈動傳感器、壓力變送器、電磁流量計以及管路和水箱等。其中，變頻電機(jī)、扭矩傳感器和試驗(yàn)泵固定在同一基礎(chǔ)底座上面。進(jìn)出口管路分別安裝兩個截止閥，其中進(jìn)口管路上的閥門在試驗(yàn)中處于全開狀態(tài)，出口管路中閥門為調(diào)節(jié)流量用，該閥設(shè)置在流量計上游，這樣會使測得的流量會更加準(zhǔn)確。

動的變頻電機(jī)，同時在電機(jī)與扭矩傳感器之間采用撓性聯(lián)軸器相連而在扭矩傳感器與試驗(yàn)泵之間釆用剛性聯(lián)軸器連接。

一、試驗(yàn)泵及電機(jī)

本試驗(yàn)采用南方水泵廠IS系列離心泵，型號為IS100-80-160。IS系列離心泵是全國聯(lián)合設(shè)計的單級單吸式離心泵。其優(yōu)點(diǎn)是檢修方便，效率和揚(yáng)程均達(dá)到國際先進(jìn)水平，并且全系列泵型的水利性能布局合理，在工業(yè)、城市給排水以及農(nóng)業(yè)灌溉等應(yīng)用上非常廣泛。該泵根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)IS02858所規(guī)定的性能和尺寸設(shè)計，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，是我國推廣的節(jié)能泵產(chǎn)品之一。該系列泵主要由泵體、泵蓋、葉輪、軸、密封環(huán)、軸套以及懸架軸承等組成。本試驗(yàn)為了測得離心泵軸功率，還在泵體與懸架之間安裝了扭矩轉(zhuǎn)速傳感器。東莞南方水泵的主要設(shè)計參數(shù)如表1所示。圖3及4分別所示分別為該泵實(shí)物圖及葉輪和流道的二維簡圖。

離心泵電機(jī)的選擇要根據(jù)泵運(yùn)行的軸功率確定。在不考慮泵內(nèi)損失的情況下，離心泵軸功率的計算公式如式所示：

Pe=9.8QH/3600

其中Q和H分別為額定流量及揚(yáng)程。電機(jī)功率的經(jīng)驗(yàn)取經(jīng)驗(yàn)公式為P電機(jī)=n*Pe，n通常取1.1?1.2。南方水泵根據(jù)上式可以估算得到所需電機(jī)最低功率約為9.57?10.44KW，一般考慮到損失的存在，所選電機(jī)功率應(yīng)大于電機(jī)估算功率一個等級，因此取電機(jī)功率為15KW。

離心泵的工作特性為啟動力矩較小、頻次較少而連續(xù)運(yùn)行時間較長，為保證電機(jī)的散熱性良好，一般選用Y型鼠籠轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)。本研究最終選用的電機(jī)為無錫越發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的YVP160M2-2型變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)，其額定功率為15KW，額定轉(zhuǎn)矩可達(dá)47.8KM。另外，選用變頻電機(jī)不僅可以在以后的試驗(yàn)中調(diào)節(jié)運(yùn)行轉(zhuǎn)速用，在廣東南方水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況中，變頻電機(jī)也要比普通電機(jī)更能適應(yīng)偏工況過載運(yùn)行的要求。

二、扭矩傳感器

根據(jù)GB/T3216-2005的規(guī)定，泵的輸入功率應(yīng)該由轉(zhuǎn)速和扭矩的測量結(jié)果導(dǎo)出或者測量與泵直接連接的效率已知的電動機(jī)的輸入電功率來確定。本試驗(yàn)采用同時測量轉(zhuǎn)軸扭矩和轉(zhuǎn)速的方法確定泵的輸入功率。為保證扭矩與轉(zhuǎn)速測量的同時進(jìn)行，本試驗(yàn)臺采用由北京某集團(tuán)生產(chǎn)的JN338型智能數(shù)字式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感器及顯示儀表兩部分，可以同時輸出轉(zhuǎn)軸的扭矩及轉(zhuǎn)速值并計算出軸功率大小，最大扭矩量程為100NM。如圖4和5所示為傳感器部分的結(jié)構(gòu)示意圖及實(shí)物連接圖，前后兩個伸出端通過聯(lián)軸器分別與電機(jī)和水泵相連，連接順序沒有要求但是連接過程中必須保證同軸度。扭矩數(shù)值的測量采用應(yīng)變電測原理，當(dāng)應(yīng)變軸受扭力影響產(chǎn)生微小變形后，粘貼在應(yīng)變軸上的應(yīng)變計阻值發(fā)生相應(yīng)變化即可轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柕淖兓ㄟ^傳感器中的航空插座與顯示儀表相連，可以直接讀出轉(zhuǎn)速及扭矩的值。注意讀數(shù)過程中應(yīng)保證南方水泵廠離心泵穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間，顯示值不再出現(xiàn)明顯波動。

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