林榮　顏成鋼　夏美珍

摘 要：隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，移動式輕小型噴灌溉設(shè)備在農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，但是配套自吸泵自吸性能亟需提高。文章通過實(shí)驗(yàn)，從葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口寬度四個(gè)方面，分析它們與自吸泵自吸性能的關(guān)系，也就是自吸泵自吸性能優(yōu)化可以通過在一定范圍內(nèi)增大泵體隔舌的間隙和回流嘴直徑，增多儲液室中水量，改變吸入管直徑等方式來實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：自吸泵；自吸性能；關(guān)系研究

水資源對于農(nóng)業(yè)來說非常重要，而缺水是普遍存在的問題，因此很多國家都非常重視農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水技術(shù)的發(fā)展。我國作為農(nóng)業(yè)大國，人均水資源占有量僅僅達(dá)到世界平均水平的1/4，制約了我國農(nóng)業(yè)發(fā)展。先進(jìn)灌溉技術(shù)的使用可以彌補(bǔ)水資源的不足，但現(xiàn)在我國所使用的節(jié)水灌溉設(shè)備比較老舊，與其他國家先進(jìn)的節(jié)水灌溉設(shè)備相比差距較大。

隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，移動式輕小型噴灌溉設(shè)備對于提高現(xiàn)有的管道輸水灌溉系統(tǒng)利用率，有著不可忽視的重要作用，但是難點(diǎn)在于機(jī)組自吸泵自吸性。文章研究的就是這個(gè)難題的解決辦法。

1 自吸泵的種類和工作原理介紹

自吸泵是指在泵啟動前灌滿水，啟動后只需要確保吸入管路水量充足，就能依靠泵本身自動將水吸上來。從自吸泵的結(jié)構(gòu)來分類，主要分為內(nèi)混式和外混式兩種。

兩種自吸泵在泵體啟動初期，泵內(nèi)的存水或灌入的水會射向葉輪進(jìn)行氣液混合，然后葉輪槽道中的水在葉輪作用下，擴(kuò)散進(jìn)入氣液分離室，分離開的氣體從泵的出口排出去，分離出來的水回到泵內(nèi)進(jìn)行下一次的循環(huán)。經(jīng)過幾次循環(huán)，將原先管內(nèi)的氣體排凈，提高泵內(nèi)真空度，增加對管口中水體進(jìn)泵壓力，確保泵開始正常工作的自吸性能。

內(nèi)混式和外混式最大的區(qū)別在于氣水混合后，內(nèi)混式自吸泵的回流水直接流向葉輪入口，外混式自吸泵則流向葉輪外緣。

2 自吸泵的設(shè)計(jì)研究

2.1 設(shè)計(jì)概念描述

65zB40-5.5D型內(nèi)混式啟動方便，效率較高，所以本次實(shí)驗(yàn)選取了這種型號的自吸泵。

為了實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠滿足JB/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》要求。通過計(jì)算為實(shí)驗(yàn)確定出自吸泵葉輪和蝸殼模型的具體零部件大小。

2.2 65ZB40-5.5D型自吸泵的設(shè)計(jì)計(jì)算

2.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定

計(jì)算中，所使用的參數(shù)參照J(rèn)B/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》，設(shè)定為：流量Q=30m3/h，揚(yáng)程H=40m，轉(zhuǎn)速n=2900r/min，效率η=61.8%，必需汽蝕余量NPSHr=3.5m。

2.2.2 葉輪模型計(jì)算

（1）泵的液體進(jìn)出口大小計(jì)算

2.3 設(shè)計(jì)結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)前，按照設(shè)計(jì)模型制作了樣機(jī)進(jìn)行測試。測試中，將泵的自吸高度控制在5m，轉(zhuǎn)速n控制在2900r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)際測得流量Q為30.78m3/h、揚(yáng)程H為41.04m、效率η為65.9%、自吸時(shí)間為100s、軸功率N為5.21 kW。當(dāng)額定液體流量，使揚(yáng)程達(dá)到汽蝕臨界時(shí)，可測得臨界汽蝕余量NPSH為2.85m。

將所測得的結(jié)果與JB/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》中明確的指標(biāo)進(jìn)行對比分析，可控參數(shù)流量和揚(yáng)程與要求指標(biāo)很接近，并且自吸泵的效率、自吸時(shí)間、軸功率和臨界臨界汽蝕余量與要求的指標(biāo)相比，都有所優(yōu)化，符合了實(shí)驗(yàn)要求，是一次成功的設(shè)計(jì)。

3 自吸泵自吸性能試驗(yàn)研究

3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)采用的泵體是內(nèi)混式自吸泵，主要對自吸泵的葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口寬度等要素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，尋找能夠提高自吸性能的最佳狀態(tài)，達(dá)到改善現(xiàn)有自吸泵自吸性能的目的。

3.2 試驗(yàn)條件與裝置

實(shí)驗(yàn)中，為了便于對比分析，制作了三臺樣機(jī)，型號分別是65ZB35-4D型、80ZB40-8.8C型和100ZB40-l1D型，它們的比轉(zhuǎn)速分別為61、78和94。為了滿足實(shí)驗(yàn)需要，一些零部件采用特殊的加工方法，如葉輪與泵體隔舌的間隙和進(jìn)水口接頭，在實(shí)驗(yàn)中，儲液室的水量和進(jìn)水口大小的互換都是需要人為控制，人工加水和互換。

3.3 試驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析

自吸性能實(shí)驗(yàn)主要測試的是自吸時(shí)間長短，每個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得都經(jīng)過三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，然后取平均值，實(shí)驗(yàn)中自吸高度都固定保持在5m，并充分考慮水力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)中對應(yīng)自吸泵型號分別用65型、80型、10型代表。

3.3.1 葉輪與泵體隔舌的間隙對比分析

實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)中將65型和80型自吸泵的葉輪與泵體隔舌的間隙范圍控制在0.5mm至10mm之間，分別進(jìn)行八組實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：通過對數(shù)據(jù)的線性回歸分析，兩種自吸泵自吸時(shí)間隨著泵體隔舌的間隙的增大而增大，實(shí)驗(yàn)中最高效率的自吸時(shí)間是在葉輪與泵體隔舌的間隙為0.5mm時(shí)。

3.3.2 回流噴嘴對比分析

實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)使用了四種直徑不同的錐角為10°回流噴嘴在三種自吸泵上轉(zhuǎn)換進(jìn)行（結(jié)果見表1）。

表1

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：從整體結(jié)果來看，噴嘴直徑d越大的自吸時(shí)間越短。

3.3.3 儲液室液體容量對比分析

實(shí)驗(yàn)過程：65型、80型和10型自吸泵儲液室最大儲水量分別為4、6.8和8.1kg，實(shí)驗(yàn)中分別從最大儲水量開始逐步遞減，每次減少0.2kg（結(jié)果見表2）。

表2

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，三種型號的自吸泵都呈現(xiàn)出一種規(guī)律，也就是隨著儲液室中水量的減少，泵的自吸時(shí)間越來越長，最短的自吸時(shí)間是出現(xiàn)在儲液室中水量最多的時(shí)候。

3.3.4 進(jìn)水口寬度對比分析

實(shí)驗(yàn)使用65和80mm兩種直徑不同的吸入管，通過互換實(shí)驗(yàn)，得到65型自吸泵自吸時(shí)間分別是86.8和147.6mm，80型的則為98.1和136.2mm。不同的吸入管口在自吸泵上顯現(xiàn)出自吸時(shí)間明顯變化，可以肯定的是吸入管大小對自吸性能有著影響，但由于實(shí)驗(yàn)條件限制，無法進(jìn)行進(jìn)一步的關(guān)系論證。

3.4 小結(jié)

從上述實(shí)驗(yàn)中，可以總結(jié)出下面四點(diǎn)結(jié)論：

結(jié)論一，自吸性能會隨著泵體隔舌的間隙的增大而提高，一般來說會在0.5mm時(shí)達(dá)到最好的自吸性能。

結(jié)論二，自吸性能與回流嘴直徑大小相關(guān)，在20mm及以下范圍內(nèi)，回流嘴直徑越大，自吸性能越好。

結(jié)論三，自吸性能隨著儲液室中水量的增多而提高，儲液室中水量接近于注滿的時(shí)候，自吸性能是最好的。

結(jié)論四，自吸性能受到吸入管直徑大小的影響。

4 結(jié)束語

本次實(shí)驗(yàn)對自吸泵葉輪和蝸殼模型的具體零部件大小進(jìn)行了設(shè)計(jì)，較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖箤?shí)驗(yàn)設(shè)備符合JB/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》要求。在實(shí)驗(yàn)中從葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口管寬度四個(gè)方面全面的對自吸泵自吸性能影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和分析，得出了一些初步結(jié)論，即自吸泵自吸性能優(yōu)化可以通過在一定范圍內(nèi)增大泵體隔舌的間隙和回流嘴直徑，增多儲液室中水量，改變吸入管直徑等方式來實(shí)現(xiàn)。本次實(shí)驗(yàn)研究有一定成效，得到了一些較為有用的結(jié)論成果，但在實(shí)驗(yàn)中未能考慮到更多細(xì)微的影響因素，如外部環(huán)境，以后有機(jī)會還會再做進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]范宗霖.有關(guān)自吸離心泵若干問題[J].水泵技術(shù)，2004（6）.

[2]章光新，鄧偉，何巖.我國北方地下水危機(jī)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展[J].干旱區(qū)地理，2004（3）.

[3]潘中永，曹衛(wèi)東，施衛(wèi)東，等.噴灌泵壓水室的新型設(shè)計(jì)[J].水泵技術(shù)，2003（5）.

[4]徐宏光.自吸式離心泵的自吸特性及安裝高度[J].化工設(shè)備與管道，2003（4）.

摘 要：隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，移動式輕小型噴灌溉設(shè)備在農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，但是配套自吸泵自吸性能亟需提高。文章通過實(shí)驗(yàn)，從葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口寬度四個(gè)方面，分析它們與自吸泵自吸性能的關(guān)系，也就是自吸泵自吸性能優(yōu)化可以通過在一定范圍內(nèi)增大泵體隔舌的間隙和回流嘴直徑，增多儲液室中水量，改變吸入管直徑等方式來實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：自吸泵；自吸性能；關(guān)系研究

水資源對于農(nóng)業(yè)來說非常重要，而缺水是普遍存在的問題，因此很多國家都非常重視農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水技術(shù)的發(fā)展。我國作為農(nóng)業(yè)大國，人均水資源占有量僅僅達(dá)到世界平均水平的1/4，制約了我國農(nóng)業(yè)發(fā)展。先進(jìn)灌溉技術(shù)的使用可以彌補(bǔ)水資源的不足，但現(xiàn)在我國所使用的節(jié)水灌溉設(shè)備比較老舊，與其他國家先進(jìn)的節(jié)水灌溉設(shè)備相比差距較大。

隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，移動式輕小型噴灌溉設(shè)備對于提高現(xiàn)有的管道輸水灌溉系統(tǒng)利用率，有著不可忽視的重要作用，但是難點(diǎn)在于機(jī)組自吸泵自吸性。文章研究的就是這個(gè)難題的解決辦法。

1 自吸泵的種類和工作原理介紹

自吸泵是指在泵啟動前灌滿水，啟動后只需要確保吸入管路水量充足，就能依靠泵本身自動將水吸上來。從自吸泵的結(jié)構(gòu)來分類，主要分為內(nèi)混式和外混式兩種。

兩種自吸泵在泵體啟動初期，泵內(nèi)的存水或灌入的水會射向葉輪進(jìn)行氣液混合，然后葉輪槽道中的水在葉輪作用下，擴(kuò)散進(jìn)入氣液分離室，分離開的氣體從泵的出口排出去，分離出來的水回到泵內(nèi)進(jìn)行下一次的循環(huán)。經(jīng)過幾次循環(huán)，將原先管內(nèi)的氣體排凈，提高泵內(nèi)真空度，增加對管口中水體進(jìn)泵壓力，確保泵開始正常工作的自吸性能。

內(nèi)混式和外混式最大的區(qū)別在于氣水混合后，內(nèi)混式自吸泵的回流水直接流向葉輪入口，外混式自吸泵則流向葉輪外緣。

2 自吸泵的設(shè)計(jì)研究

2.1 設(shè)計(jì)概念描述

65zB40-5.5D型內(nèi)混式啟動方便，效率較高，所以本次實(shí)驗(yàn)選取了這種型號的自吸泵。

為了實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠滿足JB/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》要求。通過計(jì)算為實(shí)驗(yàn)確定出自吸泵葉輪和蝸殼模型的具體零部件大小。

2.2 65ZB40-5.5D型自吸泵的設(shè)計(jì)計(jì)算

2.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定

計(jì)算中，所使用的參數(shù)參照J(rèn)B/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》，設(shè)定為：流量Q=30m3/h，揚(yáng)程H=40m，轉(zhuǎn)速n=2900r/min，效率η=61.8%，必需汽蝕余量NPSHr=3.5m。

2.2.2 葉輪模型計(jì)算

（1）泵的液體進(jìn)出口大小計(jì)算

2.3 設(shè)計(jì)結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)前，按照設(shè)計(jì)模型制作了樣機(jī)進(jìn)行測試。測試中，將泵的自吸高度控制在5m，轉(zhuǎn)速n控制在2900r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)際測得流量Q為30.78m3/h、揚(yáng)程H為41.04m、效率η為65.9%、自吸時(shí)間為100s、軸功率N為5.21 kW。當(dāng)額定液體流量，使揚(yáng)程達(dá)到汽蝕臨界時(shí)，可測得臨界汽蝕余量NPSH為2.85m。

將所測得的結(jié)果與JB/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》中明確的指標(biāo)進(jìn)行對比分析，可控參數(shù)流量和揚(yáng)程與要求指標(biāo)很接近，并且自吸泵的效率、自吸時(shí)間、軸功率和臨界臨界汽蝕余量與要求的指標(biāo)相比，都有所優(yōu)化，符合了實(shí)驗(yàn)要求，是一次成功的設(shè)計(jì)。

3 自吸泵自吸性能試驗(yàn)研究

3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)采用的泵體是內(nèi)混式自吸泵，主要對自吸泵的葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口寬度等要素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，尋找能夠提高自吸性能的最佳狀態(tài)，達(dá)到改善現(xiàn)有自吸泵自吸性能的目的。

3.2 試驗(yàn)條件與裝置

實(shí)驗(yàn)中，為了便于對比分析，制作了三臺樣機(jī)，型號分別是65ZB35-4D型、80ZB40-8.8C型和100ZB40-l1D型，它們的比轉(zhuǎn)速分別為61、78和94。為了滿足實(shí)驗(yàn)需要，一些零部件采用特殊的加工方法，如葉輪與泵體隔舌的間隙和進(jìn)水口接頭，在實(shí)驗(yàn)中，儲液室的水量和進(jìn)水口大小的互換都是需要人為控制，人工加水和互換。

3.3 試驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析

自吸性能實(shí)驗(yàn)主要測試的是自吸時(shí)間長短，每個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得都經(jīng)過三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，然后取平均值，實(shí)驗(yàn)中自吸高度都固定保持在5m，并充分考慮水力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)中對應(yīng)自吸泵型號分別用65型、80型、10型代表。

3.3.1 葉輪與泵體隔舌的間隙對比分析

實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)中將65型和80型自吸泵的葉輪與泵體隔舌的間隙范圍控制在0.5mm至10mm之間，分別進(jìn)行八組實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：通過對數(shù)據(jù)的線性回歸分析，兩種自吸泵自吸時(shí)間隨著泵體隔舌的間隙的增大而增大，實(shí)驗(yàn)中最高效率的自吸時(shí)間是在葉輪與泵體隔舌的間隙為0.5mm時(shí)。

3.3.2 回流噴嘴對比分析

實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)使用了四種直徑不同的錐角為10°回流噴嘴在三種自吸泵上轉(zhuǎn)換進(jìn)行（結(jié)果見表1）。

表1

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：從整體結(jié)果來看，噴嘴直徑d越大的自吸時(shí)間越短。

3.3.3 儲液室液體容量對比分析

實(shí)驗(yàn)過程：65型、80型和10型自吸泵儲液室最大儲水量分別為4、6.8和8.1kg，實(shí)驗(yàn)中分別從最大儲水量開始逐步遞減，每次減少0.2kg（結(jié)果見表2）。

表2

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，三種型號的自吸泵都呈現(xiàn)出一種規(guī)律，也就是隨著儲液室中水量的減少，泵的自吸時(shí)間越來越長，最短的自吸時(shí)間是出現(xiàn)在儲液室中水量最多的時(shí)候。

3.3.4 進(jìn)水口寬度對比分析

實(shí)驗(yàn)使用65和80mm兩種直徑不同的吸入管，通過互換實(shí)驗(yàn)，得到65型自吸泵自吸時(shí)間分別是86.8和147.6mm，80型的則為98.1和136.2mm。不同的吸入管口在自吸泵上顯現(xiàn)出自吸時(shí)間明顯變化，可以肯定的是吸入管大小對自吸性能有著影響，但由于實(shí)驗(yàn)條件限制，無法進(jìn)行進(jìn)一步的關(guān)系論證。

3.4 小結(jié)

從上述實(shí)驗(yàn)中，可以總結(jié)出下面四點(diǎn)結(jié)論：

結(jié)論一，自吸性能會隨著泵體隔舌的間隙的增大而提高，一般來說會在0.5mm時(shí)達(dá)到最好的自吸性能。

結(jié)論二，自吸性能與回流嘴直徑大小相關(guān)，在20mm及以下范圍內(nèi)，回流嘴直徑越大，自吸性能越好。

結(jié)論三，自吸性能隨著儲液室中水量的增多而提高，儲液室中水量接近于注滿的時(shí)候，自吸性能是最好的。

結(jié)論四，自吸性能受到吸入管直徑大小的影響。

4 結(jié)束語

本次實(shí)驗(yàn)對自吸泵葉輪和蝸殼模型的具體零部件大小進(jìn)行了設(shè)計(jì)，較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖箤?shí)驗(yàn)設(shè)備符合JB/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》要求。在實(shí)驗(yàn)中從葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口管寬度四個(gè)方面全面的對自吸泵自吸性能影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和分析，得出了一些初步結(jié)論，即自吸泵自吸性能優(yōu)化可以通過在一定范圍內(nèi)增大泵體隔舌的間隙和回流嘴直徑，增多儲液室中水量，改變吸入管直徑等方式來實(shí)現(xiàn)。本次實(shí)驗(yàn)研究有一定成效，得到了一些較為有用的結(jié)論成果，但在實(shí)驗(yàn)中未能考慮到更多細(xì)微的影響因素，如外部環(huán)境，以后有機(jī)會還會再做進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]范宗霖.有關(guān)自吸離心泵若干問題[J].水泵技術(shù)，2004（6）.

[2]章光新，鄧偉，何巖.我國北方地下水危機(jī)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展[J].干旱區(qū)地理，2004（3）.

[3]潘中永，曹衛(wèi)東，施衛(wèi)東，等.噴灌泵壓水室的新型設(shè)計(jì)[J].水泵技術(shù)，2003（5）.

[4]徐宏光.自吸式離心泵的自吸特性及安裝高度[J].化工設(shè)備與管道，2003（4）.

摘 要：隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，移動式輕小型噴灌溉設(shè)備在農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，但是配套自吸泵自吸性能亟需提高。文章通過實(shí)驗(yàn)，從葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口寬度四個(gè)方面，分析它們與自吸泵自吸性能的關(guān)系，也就是自吸泵自吸性能優(yōu)化可以通過在一定范圍內(nèi)增大泵體隔舌的間隙和回流嘴直徑，增多儲液室中水量，改變吸入管直徑等方式來實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：自吸泵；自吸性能；關(guān)系研究

水資源對于農(nóng)業(yè)來說非常重要，而缺水是普遍存在的問題，因此很多國家都非常重視農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水技術(shù)的發(fā)展。我國作為農(nóng)業(yè)大國，人均水資源占有量僅僅達(dá)到世界平均水平的1/4，制約了我國農(nóng)業(yè)發(fā)展。先進(jìn)灌溉技術(shù)的使用可以彌補(bǔ)水資源的不足，但現(xiàn)在我國所使用的節(jié)水灌溉設(shè)備比較老舊，與其他國家先進(jìn)的節(jié)水灌溉設(shè)備相比差距較大。

隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，移動式輕小型噴灌溉設(shè)備對于提高現(xiàn)有的管道輸水灌溉系統(tǒng)利用率，有著不可忽視的重要作用，但是難點(diǎn)在于機(jī)組自吸泵自吸性。文章研究的就是這個(gè)難題的解決辦法。

1 自吸泵的種類和工作原理介紹

自吸泵是指在泵啟動前灌滿水，啟動后只需要確保吸入管路水量充足，就能依靠泵本身自動將水吸上來。從自吸泵的結(jié)構(gòu)來分類，主要分為內(nèi)混式和外混式兩種。

兩種自吸泵在泵體啟動初期，泵內(nèi)的存水或灌入的水會射向葉輪進(jìn)行氣液混合，然后葉輪槽道中的水在葉輪作用下，擴(kuò)散進(jìn)入氣液分離室，分離開的氣體從泵的出口排出去，分離出來的水回到泵內(nèi)進(jìn)行下一次的循環(huán)。經(jīng)過幾次循環(huán)，將原先管內(nèi)的氣體排凈，提高泵內(nèi)真空度，增加對管口中水體進(jìn)泵壓力，確保泵開始正常工作的自吸性能。

內(nèi)混式和外混式最大的區(qū)別在于氣水混合后，內(nèi)混式自吸泵的回流水直接流向葉輪入口，外混式自吸泵則流向葉輪外緣。

2 自吸泵的設(shè)計(jì)研究

2.1 設(shè)計(jì)概念描述

65zB40-5.5D型內(nèi)混式啟動方便，效率較高，所以本次實(shí)驗(yàn)選取了這種型號的自吸泵。

為了實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠滿足JB/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》要求。通過計(jì)算為實(shí)驗(yàn)確定出自吸泵葉輪和蝸殼模型的具體零部件大小。

2.2 65ZB40-5.5D型自吸泵的設(shè)計(jì)計(jì)算

2.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定

計(jì)算中，所使用的參數(shù)參照J(rèn)B/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》，設(shè)定為：流量Q=30m3/h，揚(yáng)程H=40m，轉(zhuǎn)速n=2900r/min，效率η=61.8%，必需汽蝕余量NPSHr=3.5m。

2.2.2 葉輪模型計(jì)算

（1）泵的液體進(jìn)出口大小計(jì)算

2.3 設(shè)計(jì)結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)前，按照設(shè)計(jì)模型制作了樣機(jī)進(jìn)行測試。測試中，將泵的自吸高度控制在5m，轉(zhuǎn)速n控制在2900r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)際測得流量Q為30.78m3/h、揚(yáng)程H為41.04m、效率η為65.9%、自吸時(shí)間為100s、軸功率N為5.21 kW。當(dāng)額定液體流量，使揚(yáng)程達(dá)到汽蝕臨界時(shí)，可測得臨界汽蝕余量NPSH為2.85m。

將所測得的結(jié)果與JB/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》中明確的指標(biāo)進(jìn)行對比分析，可控參數(shù)流量和揚(yáng)程與要求指標(biāo)很接近，并且自吸泵的效率、自吸時(shí)間、軸功率和臨界臨界汽蝕余量與要求的指標(biāo)相比，都有所優(yōu)化，符合了實(shí)驗(yàn)要求，是一次成功的設(shè)計(jì)。

3 自吸泵自吸性能試驗(yàn)研究

3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)采用的泵體是內(nèi)混式自吸泵，主要對自吸泵的葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口寬度等要素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，尋找能夠提高自吸性能的最佳狀態(tài)，達(dá)到改善現(xiàn)有自吸泵自吸性能的目的。

3.2 試驗(yàn)條件與裝置

實(shí)驗(yàn)中，為了便于對比分析，制作了三臺樣機(jī)，型號分別是65ZB35-4D型、80ZB40-8.8C型和100ZB40-l1D型，它們的比轉(zhuǎn)速分別為61、78和94。為了滿足實(shí)驗(yàn)需要，一些零部件采用特殊的加工方法，如葉輪與泵體隔舌的間隙和進(jìn)水口接頭，在實(shí)驗(yàn)中，儲液室的水量和進(jìn)水口大小的互換都是需要人為控制，人工加水和互換。

3.3 試驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析

自吸性能實(shí)驗(yàn)主要測試的是自吸時(shí)間長短，每個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得都經(jīng)過三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，然后取平均值，實(shí)驗(yàn)中自吸高度都固定保持在5m，并充分考慮水力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)中對應(yīng)自吸泵型號分別用65型、80型、10型代表。

3.3.1 葉輪與泵體隔舌的間隙對比分析

實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)中將65型和80型自吸泵的葉輪與泵體隔舌的間隙范圍控制在0.5mm至10mm之間，分別進(jìn)行八組實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：通過對數(shù)據(jù)的線性回歸分析，兩種自吸泵自吸時(shí)間隨著泵體隔舌的間隙的增大而增大，實(shí)驗(yàn)中最高效率的自吸時(shí)間是在葉輪與泵體隔舌的間隙為0.5mm時(shí)。

3.3.2 回流噴嘴對比分析

實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)使用了四種直徑不同的錐角為10°回流噴嘴在三種自吸泵上轉(zhuǎn)換進(jìn)行（結(jié)果見表1）。

表1

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：從整體結(jié)果來看，噴嘴直徑d越大的自吸時(shí)間越短。

3.3.3 儲液室液體容量對比分析

實(shí)驗(yàn)過程：65型、80型和10型自吸泵儲液室最大儲水量分別為4、6.8和8.1kg，實(shí)驗(yàn)中分別從最大儲水量開始逐步遞減，每次減少0.2kg（結(jié)果見表2）。

表2

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，三種型號的自吸泵都呈現(xiàn)出一種規(guī)律，也就是隨著儲液室中水量的減少，泵的自吸時(shí)間越來越長，最短的自吸時(shí)間是出現(xiàn)在儲液室中水量最多的時(shí)候。

3.3.4 進(jìn)水口寬度對比分析

實(shí)驗(yàn)使用65和80mm兩種直徑不同的吸入管，通過互換實(shí)驗(yàn)，得到65型自吸泵自吸時(shí)間分別是86.8和147.6mm，80型的則為98.1和136.2mm。不同的吸入管口在自吸泵上顯現(xiàn)出自吸時(shí)間明顯變化，可以肯定的是吸入管大小對自吸性能有著影響，但由于實(shí)驗(yàn)條件限制，無法進(jìn)行進(jìn)一步的關(guān)系論證。

3.4 小結(jié)

從上述實(shí)驗(yàn)中，可以總結(jié)出下面四點(diǎn)結(jié)論：

結(jié)論一，自吸性能會隨著泵體隔舌的間隙的增大而提高，一般來說會在0.5mm時(shí)達(dá)到最好的自吸性能。

結(jié)論二，自吸性能與回流嘴直徑大小相關(guān)，在20mm及以下范圍內(nèi)，回流嘴直徑越大，自吸性能越好。

結(jié)論三，自吸性能隨著儲液室中水量的增多而提高，儲液室中水量接近于注滿的時(shí)候，自吸性能是最好的。

結(jié)論四，自吸性能受到吸入管直徑大小的影響。

4 結(jié)束語

本次實(shí)驗(yàn)對自吸泵葉輪和蝸殼模型的具體零部件大小進(jìn)行了設(shè)計(jì)，較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖箤?shí)驗(yàn)設(shè)備符合JB/6664.1-93《自吸泵型式與基本參數(shù)》要求。在實(shí)驗(yàn)中從葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口管寬度四個(gè)方面全面的對自吸泵自吸性能影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和分析，得出了一些初步結(jié)論，即自吸泵自吸性能優(yōu)化可以通過在一定范圍內(nèi)增大泵體隔舌的間隙和回流嘴直徑，增多儲液室中水量，改變吸入管直徑等方式來實(shí)現(xiàn)。本次實(shí)驗(yàn)研究有一定成效，得到了一些較為有用的結(jié)論成果，但在實(shí)驗(yàn)中未能考慮到更多細(xì)微的影響因素，如外部環(huán)境，以后有機(jī)會還會再做進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]范宗霖.有關(guān)自吸離心泵若干問題[J].水泵技術(shù)，2004（6）.

[2]章光新，鄧偉，何巖.我國北方地下水危機(jī)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展[J].干旱區(qū)地理，2004（3）.

[3]潘中永，曹衛(wèi)東，施衛(wèi)東，等.噴灌泵壓水室的新型設(shè)計(jì)[J].水泵技術(shù)，2003（5）.

[4]徐宏光.自吸式離心泵的自吸特性及安裝高度[J].化工設(shè)備與管道，2003（4）.