离心泵叶轮的切割

前言

叶轮切割是指减小叶轮叶片直径，减小离心泵叶轮叶片出口处宽度和圆周速度，从而改变泵的流量和扬程、以满足用户现场运行要求。较准确地估算出叶轮叶片的切割量，不仅可以大大简化企业生产流程、提高生产效率，而且还将大大降低人工和能耗成本。

叶轮切割

当以恒定的转速运行时，离心泵的Q-H曲线形状不允许通过节流同时减小流量（Q）和扬程（H）。减小叶轮叶片的外径代表一种相对简单且在水力方面有效的方法，可在不改变转速的情况下永久地减小流量和扬程。这种减小可以在诸如车床的加工设备上进行。

虽然低比转速叶轮的直径可以大幅减小而不会明显降低泵的效率，但高比转速叶轮的效率会明显下降。

叶轮切割步骤

1）求切割系数：K

式中：H₂和Q₂分别为叶轮切割后的扬程和流量（包含性能验收标准中允许的上偏差，具体见以下“注意事项”章节）。

2）取点：找出未切割时泵性能试验报告（Q-H）曲线中符合H₁＝KQ₁²的点。

3）求切割后叶轮的直径：D₂（D₁为未切割时的直径）

则，切割后叶轮的直径D₂为：

叶轮允许切割量

叶轮切割后，除了扬程、流量发生改变以外，效率也有所变化。只是低比转速的泵效率变化相对较小，但是对于高比转速泵，随着切割量的增加，效率下降非常明显。为此，关醒凡老师的《现代泵理论与设计》中给出了（推荐的）“比转速ns和叶轮允许的切割量”表，具体见表1。

表1 – 比转速和叶轮（叶片）允许切割量

注意事项

新设计的产品：

1）以未切割叶轮的性能试验曲线为基础，据此进行切割计算。

2）在进行切割计算时，应将用户要求的性能验收标准中允许的上偏差记入切割后的性能之中。

例如：用户要求的性能为Q₂ = 50 m³/h，H₂ = 100 m；性能验收标准为GB/T 3216-2016 《回转动力泵水力性能验收试验1级、2级和3级》1E。

标准中1E对应的流量允差为：±5%；扬程允差为±3%。

则切割计算时，性能应按【Q₂ = 50 + 50 × 5 % = 52.5（m³/h）；H₂ = 100 + 100 × 3 % = 103（m）】来执行。

由于对新设计的产品水力性能未完全掌握，特别是带有不同型式叶轮的多级泵，为避免过量切割导致性能不足，叶轮最好分两次、甚至多次逐渐切割，每次切割后必须进行试验。

老/成熟产品：

对于相同的供应商、具有相同的稳定质量或同一批次叶轮的成熟产品，可以将以前或前次的性能试验报告作为计算依据，加上性能验收标准中允许的上偏差，可进行一次性切割。

特别说明

对于低比转速离心泵，由于其在较大切割量的情况下效率变化较小，为了避免因切割量较大而导致叶轮出口流态发生较大变化而影响泵的性能，通常仅切割叶片而保留盖板。

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