污水泵廣泛應(yīng)用于石化、礦山、冶金、電力以及城市排污等污水處理作業(yè)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)污水泵的需求量日益增大。由于污水泵工作條件相當(dāng)惡劣,所抽送的介質(zhì)對(duì)污水泵工況有很大影響。因此,同清水泵相比,同樣比轉(zhuǎn)速的污水泵效率相對(duì)較低,使用壽命較短,這將增加設(shè)備投資。因此,深入研究污水泵內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理、提高污水泵效率和壽命一直是科研工作者努力的目標(biāo)。本文分別從污水泵理論研究、內(nèi)特性研究、外特性研究、水力設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面介紹了污水泵的研究現(xiàn)狀,并對(duì)今后的發(fā)展方向作了展望。
流動(dòng)理論研究
國(guó)內(nèi)外對(duì)固液兩相流動(dòng)理論作了很多研究,但大多為管道內(nèi)的流動(dòng),對(duì)離心泵內(nèi)的流動(dòng)研究較少。在兩相流條件下,因?yàn)閼T性力不同,固液兩相各以不同的速度運(yùn)動(dòng)。只有根據(jù)兩相流的速度場(chǎng)來(lái)設(shè)計(jì)泵的葉型和流道才能更有效地轉(zhuǎn)換能量并降低磨損。但 污水泵內(nèi)的流態(tài)十分復(fù)雜,即使清水也無(wú)法用純數(shù)學(xué)的方法求解,對(duì)于兩相流困難更大。到目前為止,還沒有建立一個(gè)公認(rèn)的數(shù)學(xué)方程式1。
70年代中期,蔡保元教授首先提出了兩相流理論及設(shè)計(jì)原理,即相對(duì)堵塞和相對(duì)抽吸理論:當(dāng)固體速度小于水流速度時(shí)(例如在葉輪進(jìn)口),固相對(duì)水流產(chǎn)生相對(duì)堵塞效應(yīng);反之產(chǎn)生相對(duì)抽吸作用(例如在葉輪出口)。故而提出了兩相流水流畸變?cè)O(shè)計(jì)法并給出了畸變方程和輸運(yùn)方程。這個(gè)理論開創(chuàng)了固液兩相流宏觀研究的新局面。
80年代末,許洪元教授提出了固液兩相流速度比理論[3],即:離心泵中兩相流動(dòng)屬于分離流動(dòng),在流道的不同部位,固體顆粒的受力不同,固液兩相間的速度比發(fā)生變化,使兩相流體的濃度比隨之變化,由此導(dǎo)出了固液速度比方程,并給出了葉輪幾何參數(shù)的計(jì)算公式。