水泵的型譜圖中的Ns表示水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)。
比轉(zhuǎn)速是指相似模型泵(模型水輪機)的轉(zhuǎn)速,也叫比轉(zhuǎn)數(shù)。這里的模型是指:有效功率735.5W(1HP,即1馬力),揚程(或水輪機的作用水頭)Hm=1m,流量Q=0.075m^3/s。
由于葉片泵的葉輪構(gòu)造和水力性能的多種多樣性,大小尺寸也各不相同,為了對整個葉片泵進行分類,將同類型的立式離心泵組成一個系列,這就需要有一個能夠反映泵共性的綜合性的特征數(shù),作為離心泵規(guī)范化的基礎,這個特征數(shù)稱為離心泵的相似準數(shù),又稱比轉(zhuǎn)數(shù)。
在我國,用下式計算比轉(zhuǎn)速:如下圖二:
在處理日常工作中,會遇到不同國家的比轉(zhuǎn)速表達方式。不同國家的比轉(zhuǎn)速表達方式不同,最終的單位也有所區(qū)別。不同比轉(zhuǎn)速公式之間的換算關(guān)系如下:
式中: Ns ——比轉(zhuǎn)速,r/min;Q——m3/s,水泵或水輪機的流量; H—— m,水泵揚程或水輪機水頭;n—— 水泵或水輪機的轉(zhuǎn)速, r/min。
關(guān)于比轉(zhuǎn)速說明
1、同一臺泵在不同工況下具有不同的ns值,作為相似準則的是指對應最高效率點工況下的值。
2、比轉(zhuǎn)速是根據(jù)相似理論推得的,可以作為相似判據(jù),即是說幾何相似的泵在相似工況下ns值相等。反之,一般說來ns值相等的泵,是幾何相似和運動相似的。但不能說ns相等的泵就一定幾何形狀相似。這是因為構(gòu)成泵幾何形狀的參數(shù)很多,譬如說同是ns=500的泵可以做成軸流式的,也可作成混流式的,同一低比轉(zhuǎn)泵葉輪可以用6枚葉片,也可用7枚葉片。上述這些幾何不相似的泵,ns可能相等。但是對于同一種形式泵而言,ns相等時,要想使泵的性能好,即幾何形狀符合客硯的流動規(guī)律,其幾何形狀相差不會很大,所以,一般說來是幾何相似的。
3、比轉(zhuǎn)雖速然是有因次數(shù),但不影響它作為相似判據(jù)的實質(zhì)意義。對于幾何相似的泵,在相似工況下,用統(tǒng)一單位計算的ns值相等。
比轉(zhuǎn)速與葉輪形狀和性能曲線形狀的關(guān)系
因為ns是泵幾何相似的準則,所以可按ns對泵進行分類,又因為ns是運動相似的準則,所以又可按ns對泵特性曲線(運動參數(shù)的外部表現(xiàn)形式)的趨勢進行分類。運動相似的前提條件是幾何相似,所以泵特性曲線的形式和泵的幾何形狀有關(guān)。
比轉(zhuǎn)速由低到高,水泵參數(shù)一般由小流量向大流量變化,揚程則又高到低變化。理論上,只要葉輪出流存在徑向流動,隨著比轉(zhuǎn)速的增大(泵比轉(zhuǎn)速),壓水室(導流殼)的體積將會變得非常龐大,因此最終流動方向變成軸向流動才是合理的。
比轉(zhuǎn)速小于23的一般為旋渦泵,比轉(zhuǎn)速大于23小于300的泵,一般為離心泵(比轉(zhuǎn)速=23~80為低比轉(zhuǎn)速,比轉(zhuǎn)速=80~150為中比轉(zhuǎn)速,比轉(zhuǎn)速=150~300為高比轉(zhuǎn)速);大于300小于500的泵一般為混流泵;大于500小于1500的泵一般為軸流泵。
離心泵的揚程——流量曲線一般呈單調(diào)下降的拋物線形式(低比轉(zhuǎn)速泵容易出現(xiàn)駝峰,即曲線上有最高點),混流泵和軸流泵曲線呈馬鞍形(曲線有拐點)。
水泵的NS>50是指水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)大于50,NS即比轉(zhuǎn)數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)可以作為機器分類、系列化和相似設計的依據(jù)。比轉(zhuǎn)數(shù)小反映機器的流量小,全壓(或揚程、水頭)高;反之,比轉(zhuǎn)數(shù)大則機器的流量大,全壓(或揚程、水頭)低。前者適合離心式,后者適合軸流式,混流式(斜流式)介于兩者之間,所以可用比轉(zhuǎn)數(shù)大小劃分機器類型。在設計機器時先按給定的參數(shù)計算比轉(zhuǎn)數(shù),再根據(jù)比轉(zhuǎn)數(shù)大小決定機器類型。比轉(zhuǎn)數(shù)大小也反映葉輪的形狀。[比轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪形狀的關(guān)系]為不同類型泵的比轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪形狀的關(guān)系。比轉(zhuǎn)數(shù)越大葉輪外徑就越小,而寬度越大。反之,比轉(zhuǎn)數(shù)越小,則葉輪外徑越大,寬度越小。在一定流量和全壓(或揚程、水頭)下,比轉(zhuǎn)數(shù)與機器轉(zhuǎn)速成正比。提高轉(zhuǎn)速可減小葉輪外徑,增加寬度;而降低轉(zhuǎn)速,則須增加葉輪外徑,減小寬度。
概念:關(guān)于對一系列幾何相似的泵、性能之間的綜合數(shù)據(jù)。簡單來說,它是反映葉輪機械綜合性能的指標。
水泵類型與比轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系:
離心泵:30<ns<300
混流泵:300<ns<500
軸流泵:500<ns<1500