水力损失$H主要为摩擦损失和撞击损失<3>,摩擦损失主要是液体经泵入口进入叶片进口之前发生的摩擦引起的损失和叶轮中流体流经叶片的摩擦损失。撞击损失主要是当实际流量与设计额定流量不同时,相对速度方向不再与叶片进口安装角的切线一致而引起的撞击损失,其大小与运行流量和设计流量差值之平方成正比<4>。因泵流道内流动处于阻力平方区,流动摩擦损失与水流的雷诺数基本无关,故摩擦损失可表示为$Hf=kfQ2,kf为摩擦损失系数,仅与相对糙率有关。
主要包括轴承1损失,轴封填料损失和圆盘摩擦损失。机械损失相对较小,也比较稳定,可设$N=kmN,9km为机械损失系数。流道损失及流道效率流道损失包括沿程摩阻损失和局部损失,沿程摩阻损失可表示为hf=SfQ2,Sf为沿程摩阻损失系数;对任意尺寸的泵及泵装置效率进行预测计算,但因式中各损失系数需通过已知泵性能特性求得或通过试验获得,而大、中型泵站其泵及泵装置性能特性不能事先给出,也难通过试验获得,所以并不能从式1117中直接预测泵及泵装置效率,必须通过模型泵及泵装置的性能特性利用相似关系求得原型各损失系数,代入式11和17才能预测原型泵及泵装置效率值。
损失系数确定对于确定的泵型,在叶轮直径和转速不变的条件下,其损失系数可通过已知性能特性或模型试验求得。在泵性能特性已知的条件下,可以在G~Q曲线上取4点高效区附近,将各点的G和Q值代入式11,式中的H利用H~Q曲线获得,这样就可以解出11式中的km,kf,kz和kv。为了消除误差,可先将G~Q曲线和H~Q曲线分别拟合为函数G=f1Q和H=f2Q,然后取不同的流量值代入f1Q和f2Q求得相应的效率和扬程值,代入式11求各阻力系数。泵装置效率式中的各损失系数可按相同的方法求取。流道损失系数根据具体的流道形状、尺寸经分析计算求得或通过试验实测。
系数换算对于水力相似的任意直径、转速的泵及泵装置,其效率计算均可按式11和17进行,但对于大、中型泵站,其泵及泵装置特性大多通过模型试验获得,故效率计算式中的常数Q0及各损失系数应按相似理论进行换算。因管路按几何相似模拟,原模型管路糙率基本相似,相对糙率近似相等,故可近似取原模型管路的沿程阻力系数相等。而泵段同为金属结构,可近似认为$相同。