农业机械学报
１滑移系数（２）威斯奈公式（Ｗｅｉｓｎｅｒ）
ｒ■‘
１．１滑移系数的定义仃。：卜掣（４）
有限叶片数叶轮出口相对速度滑移量的大小一（３）普夫莱德尔公式（Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ）
般用滑移系数来衡量，滑移系数的定义主要有以下
两种［１｜：
（１）斯托道拉（Ｓｔｏｄｏｌａ）滑移系数以仉一垫其中Ｐ＝捣驴＝皖（・＋焦）％一１／（１＋Ｐ）（５）
（１）式中口——与泵结构形式有关的经验系数ＬｌＪＲ。、Ｒ。一一叶轮进、出口半径
式中“。——叶轮出口圆周速度盯ｓ一一“２（４）斯基克钦公式（Ｓｔｅｃｈｋｉｎ）
舳。。——叶轮出口速度圆周分量的滑移量（６）（２）普夫莱德尔（Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ）滑移系数口。
％＝爰（２）其中Ｐ＝捣妒＝詈以。一１／（１＋Ｐ）实际上，威斯奈公式是对斯托道拉公式的改进；
式中日。——有限叶片数理论扬程斯基克钦公式是对普夫莱德尔公式的改进，即取驴
日。——无限叶片数理论扬程一兀／３，这样使其更容易应用。由相关研究嘲可知：斯需要说明离心泵的滑移并不是水力损失，它仅托道拉公式应用于离心泵时，其绝对误差较大。由于表示了泵能量转换能力的下降。普夫莱德尔公式中的经验系数很难确定，其实际应１．２滑移系数的计算公式用也很少。因此，本文仅对威斯奈公式和斯基克钦公
滑移系数的计算公式主要有以下４种‘１￣“８￣１¨：式进行比较分析。
（１）斯托道拉公式（Ｓｔｏｄ０１ａ）１．３滑移系数计算公式的对比分析
为了比较分析威斯奈公式和斯基克钦公式，选
仉＝１一号ｓｉｎｐ２（３）取了２５台具有广泛代表性的优秀离心泵进行计算
式中２——叶片数分析，限于篇幅，仅给出其中８台离心泵的参数，见
如——叶片出口角表１所示。
表１中的流量Ｑ、扬程Ｈ、转速咒和总效率叩均写成
根据试验所得。水力效率玑按下述方法计算。（８）
伽一７／仉‰（７）
其中仉一１／（１＋ｏ．６８挖＿『２／３）式中Ｄ。——叶轮外径日。一等卜訾一丽‰
叩。＝１一Ｏ．０７／（孢，／１００）７／６６。——叶片出口宽度
根据表１中的试验数据和几何参数，分别用威妒ｚ——叶轮出口排挤系数
斯奈公式和斯基克钦公式计算理论扬程、水力效率Ｑ——理论流量
和总效率。当用斯基克钦公式计算滑移系数时，理论扬程当用威斯奈公式计算滑移系数时，理论扬程可可写成
第１２期刘厚林等：离心泵理论扬程的计算８９
Ｈ。一盯。Ｈ。（９）表２中计算出的水力效率等于试验扬程Ｈ除
其中，Ｈ。一“：刁圳钉。。由无滑移的出口速度三角形求以理论扬程Ｈ。，即
得，设口。。为零。玑一Ｈ／Ｈ。（１０）
计算结果列于表２。由式（８）、式（９）及表２可表２中计算的总效率叩
知：滑移系数是理论扬程计算结果准确与否的关键。节一协仉７。（１１）
表２根据不同滑移系数的计算结果
Ｔａｂ．２ＣａＩｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｌｉｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
序号滑移系数理论扬程水力效率总效率
ＨｔｎｆｍＨＭ？ｍ’｝Ｌｓ‘ｆ％１ｈｆ％‰／％‰｝％
Ｏ．６８４２０．７５７６１３４．４７１４６．３０８２．６４７５．９６５６．９４５２．３４
Ｏ．６４４ＯＯ．７２８１５２．６Ｓ５７．１０８８．０４８１．１８６８．６２６３．２７
Ｏ．７１８４Ｏ．７８９４３６．３９３８．５９８２．４５７７．７５７２．１０６７．９９
Ｏ．６８０１Ｏ．８０７８３０．３４３３．９４９５．９２８５．７５８７．８８７８．５７
Ｏ．６６５４Ｏ．７９２３２１．３ＺＺ３．９８８６．５２７６．９５７９．９３７１．０９
Ｏ．６４５４Ｏ．７９６８１７．８０１９．９５１１１．２３９９．２２１０４．６９３．３３
Ｏ．６２９３Ｏ．８１４５１５．６９１８．８４９１．２４７６．０２８６．８５７２．３６
０．４９３９Ｏ．７７７８１２．４０１８．０８１０３．２６７０．８５９９．２４６８．０９
为了更清楚地比较威斯奈公式和斯基克钦公式低比转数泵一般小５％左右，低扬程高比转数泵则的计算结果，将２５台优秀离心泵水力效率和总效率普遍小１０％左右。
的计算结果绘制成图１和图２。由表２和图１、图２由图２可知：用威斯奈公式计算所得总效率随
着比转数的增大与试验效率的差值也增大，而用斯
鬟基克钦公式计算则相反；当比转数小于６５时，用威
＼
ｉ斯奈公式计算的总效率比较接近试验效率；当比转槲
较数大于６５时，用斯基克钦公式计算的总效率更接近・Ｒ
＊于试验效率。
因此，当比转数小于６５时，用威斯奈公式计算
理论扬程；当比转数大于６５时，用斯基克钦公式计
算理论扬程。
图１水力效率
Ｆ喀１Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ２理论扬程的修正
以试验效率和反算出的水力效率（表１）为标准
修正理论扬程（表２），并在式（８）和式（９）中分别引
Ｘ
》＼入理论扬程的修正系数七可得
｛》ｉＬ
较
躜晰＝等旧訾一而赫）
（１２）
．Ｈ。，：＝是盯．Ｈ。ｏ。（１３）
图２总效翠应用回归分析法‘１引，分３种情况对忌计算，得
Ｆｉｇ．２Ｔｏｔａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ到愚与比转数‰的关系及相关系数ｙ如下：
当３０＜协＜６５、以≥２ｏｏＯｒ／ｍｉｎ时
可知：用威斯奈公式计算的理论扬程值比用斯基克五＝１．００９（１一ｅ～ｏ・０８８”ｓ）ｙ一０．９９３９钦公式计算的理论扬程值大，且随着比转数的增大，当”，≥６５、咒≥２ｏｏＯｒ／ｍｉｎ时
这个差值也增大，中高比转数泵差值在５ｍ左右，
对低比转数泵，差值可达１０ｍ以上。因此根据威斯愚＿ｏ．７，（螽）３＿ｚ．ｓ８（志）２十
奈公式所算得的水力效率比用斯基克钦公式算得的
水力效率小，中等比转数一般小３％～８％，对低比哿＋ｏ．００７２６ｙ＿ｏ．９７６９
转数和高比转数泵则超过了１０％。故威斯奈公式预当咒；＞６５、，ｌ＜２０００ｒ／ｍｉｎ时
测的总效率比用斯基克钦公式预测的总效率低，中五＝１．０３６（１一ｅ—ｏ・０６“ｓ）），一０．９６７９
９０农业机械学报２ＯＯ６年３计算实例
为了验证理论扬程的修正系数，用６台与计算
模型不同的离心泵作为验证泵，其参数见表３。根据
本文所述的方法分别对这６台离心泵进行了计算，
计算结果见表４。由表４可知：扬程的试验值与计算值间最小误差为ｏ．２％，最大误差为４．７％，平均误差为２．４８％；效率的试验值与计算值间最小差值为ｏ．０４％，最大差值为４．８６％，平均差值为２．９５％。二者的误差都比较小，可见本文的回归结果是可靠准确的。
表３计算模型参数
Ｔａｂ．３ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅＩｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
表４计算结果
Ｔａｂ．４ＲｅｓｕｌｔｓｏｆｃａＩｃｕＩａｔｉｏｎ关键，当采滑移系数用不同的计算公式时，所计算的理论扬程有较大差距。
（２）应根据离心泵比转数的不同分别选用不同
滑移系数计算公式，当比转数小于６５时，用威斯奈
公式计算理论扬程；当比转数大于６５时，用斯基克
钦公式计算理论扬程。
（３）用回归分析的方法修正了理论扬程的计算
公式，根据比转数及转速的不同，分三种情况给出了
修正系数，提高了离心泵理论扬程的计算精度。
４结论
（１）滑移系数是理论扬程计算结果准确与否的
参考文献
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１１ＬｉｕＣＨ，ＶａｆｉｄｉｓＣ，ｗｈｉｔｅｌａｗＪＨ．Ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａＩｏｆＦｌｕｉｄｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
２００４，１２６（３）：３０３～３０９．
１２孙建平，张克危，刘龙珍．离心泵优化设计［Ｊ］．农业机械学报，１９９７，２８（３）：２５～２８，５３．１３梁之舜．概率论及数理统计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９８０．
离心泵理论扬程的计算
作者：
作者单位：
刊名：
英文刊名：
年，卷(期)：
被引用次数：刘厚林， 谈明高， 袁寿其， Liu Houlin， Tan Minggao， Yuan Shouqi江苏大学流体机械工程技术研究中心 212013 镇江市农业机械学报TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY FOR AGRICULTURAL MACHINERY2006，37(12)2次
参考文献(13条)
1. 关醒凡 现代泵技术手册 1995
2. 谈明高 离心泵性能预测理论及其软件开发 2006
3. 郭自杰. 王仕扬 关于离心泵的滑移系数 1984(04)
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10. 何希杰. 劳学苏. 王青云 离心泵水力效率各公式精度的评价[期刊论文]-水泵技术 2005(01)
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13. 梁之舜. 邓集贤. 杨维权 概率论及数理统计 1980
相似文献(10条)
1.学位论文 庞雷 滑移系数对离心泵外特性的影响分析 2009
滑移系数是在泵的设计中计算理论扬程的关键，但是由于受到各种因素的影响，其计算精度制约着泵设计理论的发展。本文通过对滑移系数影响因素成因的分析，对叶轮出口流动滑移量进行了修正，并通过与试验值和数值计算值的对比，分析了滑移系数对离心泵外特性的影响。
首先，通过对轴向涡流、二次流、叶片型线的变化等因素的分析可知，这些因素的存在都会使得流动滑移量增大，滑移系数值减小。根据滑移系数的定义，其计算准确程度取决于流动滑移量的计算是否准确，因此，本文对流动滑移量进行了修正。
其次，对滑移系数与外特性之间的关系进行了分析。滑移系数定义方式的不同，在计算理论扬程时也需要不同的公式，以保证其计算精度。 然后，使用PRO/E软件建立离心泵叶轮流道和蜗壳流道的三维模型，导入Gambit中划分出计算所需网格，并给定边界条件和指定体的类型；使用FLUENT软件对网格模型进行计算，得到流场数据；通过对流场数据的处理，由压力分布和速度分布，分析了对滑移系数各影响因素存在的证据，并提取了计算离心泵外特性所需的数据。
最后，通过对离心泵外特性的试验值、数值计算值和修正值之间的对比，分析了修正过程的有效程度；用回归分析方法，给出了斯基克钦公式中的修正系数与比转速之间的关系式，并对修正结果进行了验证。
2.期刊论文 刘厚林. 谈明高. 袁寿其. 吴贤芳. 杨凤鸽. LIU Hou-lin. TAN Ming-gao. YUAN Shou-qi. WU Xian-fang. YANG Feng-ge 离心泵滑移系数精度的比较 -排灌机械2006,24(6)
滑移系数是计算离心泵理论扬程的关键.分析了滑移系数的定义、本质及国内外滑移系数的研究状况.通过对大量优秀离心泵效率的计算,以试验效率为标准比较了目前离心泵常用的斯托道拉、威斯奈和斯基克钦等滑移系数计算公式的精度.计算结果表明,与试验效率相比,离心泵在比转数小于65时威斯奈公式的计算结果更为精确;比转数大于65时斯基克钦公式的计算更为准确.
3.学位论文 吕书臣 叶片出口角对离心泵性能影响的研究 2005
本论文以离心泵为研究对象，围绕离心泵在出口角改变时所表现出的稳态工作特性，对其稳态性能进行了理论分析和试验研究，并对叶轮内部流场进行了数值模拟。
通过分析离心泵叶轮内部的流动规律，推导出了理想流体相对运动的动量方程和无限多叶片假设下的用出口角表达的理论扬程公式。并用量纲分析的方法，给出了离心泵各参数之间的函数关系。
从离心泵理论扬程方程出发，分析了出口角对泵内损失的影响，得出了从减少机械损失的角度应采用较大的出口角，但从减小水力损失的角度应采用较小的出口角的结论。从离心泵实际扬程方程可知，出口角对离心泵的效率有较大的影响，应合理选择出口角。
从离心泵的理论扬程方程出发，分析了叶片出口角对流量-扬程性能曲线的影响，得到了扬程曲线的斜率与离心泵出口角的关系，以此作为性能曲线是否有驼峰的理论判据。
介绍了离心泵性能测试试验装置、测量仪器、数据采集及处理方法。
利用离心泵性能测试试验装置进行了稳态性能试验，根据试验结果，对试验数据进行了分析，得出了叶片出口角的改变可以改变离心泵的各个性能参数，可以满足不同工况的需求。
采用数值模拟软件对试验泵的叶轮进行三维造型设计，应用离心泵内部流动的广义流动方程及湍流动力学模型给出流动控制方程，对离心泵稳态过程内部流体流动进行三维流场分析，得出了模型的内部流动情况，以检验水力设计的优劣。
4.期刊论文 李文广. Li Wenguang 大出口角叶轮离心泵输送粘油性能计算 -排灌机械2009,27(5)
采用FLUENT计算了44°大出口角叶轮离心泵输送水和粘油的水力性能,通过研究叶轮理论扬程、滑移系数、水力损失系数等重要参数,重点研究了液体粘度对泵水力性能的影响,并将计算的泵扬程和效率与试验数据进行了对比.分析了"扬程突升"现象和叶轮理论扬程曲线出现驼峰的原因.结果表明,计算的泵扬程和效率与试验值仅能部分吻合.虽然能够预测出"扬程突升"现象,但是不能象试验那样在较宽粘度范围内得到维持.小流量工况的蜗壳与叶轮的强烈作用是叶轮理论扬程出现驼峰的原因.增加叶片出口角会使各个工况下的蜗壳和小流量下叶轮水力损失加大,但大流量下叶轮水力损失下降.
5.期刊论文 陈颂英. 李春峰. 曲延鹏. 隋荣娟. CHEN Song-Ying. LI Chun-Feng. QU Yan-Peng. SUI Rong-Juan 离心泵在启动阶段的水力特性研究 -工程热物理学报2006,27(5)
针对工作的离心泵,分析了其内部流体的流动情况,建立了在非稳定工况下操作的理论扬程公式,非稳态理论扬程包括旋转加速附加扬程和水流加速消耗扬程以及由于流动速度变化引起泵壳中的附加压力而产生的扬程.在离心泵的启动阶段,对其在不同阀门开度下的水力性能进行了试验研究.测量了瞬时转速、流量、扬程随时间的变化关系,并把试验结果进行修正.由于启动时一部分扬程用来提供流体加速,压力传感器测量不到,因此必须把试验扬程加以修正.将理论计算与修正的试验结果进行了比较分析,两者基本吻合.
6.期刊论文 田辉. 孙秀玲. 郭涛. 李国君 基于遗传算法的离心泵叶片水力性能优化 -农业机械学报2010,41(5)
建立了一种基于遗传算法的离心泵叶片型线水力性能优化方法.区别于传统优化方法,此方法通过CFD技术求解离心泵叶片的水力性能,以离心泵水力效率及理论扬程作为优化目标进行多目标优化.包含3个主要步骤: 基于蒙面法和三次B样条曲线的三维叶片型线参数化;基于NUMECA商用软件的计算域网格划分及流场求解;基于多目标遗传算法的全局优化.应用此方法对某单级单吸蜗壳离心泵水力性能进行了多目标优化,优化结果表明离心泵水力效率及理论扬程分别提高了0.35%和0.944%.
7.期刊论文 谈明高. 刘厚林. 袁寿其. Tan Minggao. Liu Houlin. Yuan Shouqi 离心泵能量性能预测的对比 -农业工程学报2008,24(11)
简述了离心泵性能预测的研究现状.分别采用流场计算法和水力损失法对10台离心泵的设计点工况进行了性能预测并详细比较两种方法的预测结果.流场计算采用FLUENT,在双参考坐标系下,选用标准k-ε湍流模型,SIMPLEC方法对叶轮蜗壳进行耦合相对定常求解.预测了各模型的总效率和扬程并与试验值做了比较;计算了理论扬程以及叶轮和蜗壳内的水力损失.对比研究结果表明,基于FLUENT的流场计算法具有比较高的预测精度,其中扬程预测精度平均高0.98%,效率预测精度平均高1.51%.分析了两种方法预测差异的原因.
8.学位论文 谈明高 离心泵性能预测理论及其软件开发 2006
泵性能预测就是根据叶轮、蜗壳、导叶等过流部件的几何参数和内部流动特征预测泵的性能，它具有缩短产品研发周期和降低开发设计成本等优点，一直都是泵领域十分重要的研究课题，很多专家学者都对此进行过大量的研究。但到目前为止，泵性能预测的结果还不够精确，不能满足工程实际的需要，国内尚没有实用的泵性能预测软件。因此离心泵性能预测的理论研究及其软件开发具有重要的学术价值和社会经济效益。本文的主要研究内容和成果有：
(1)较系统地总结了国内离心泵性能预测研究的现状，分析比较了水力损失法、流场分析法和神经网络法等几种主要的性能预测方法的优缺点。
(2)较深入研究和分析了理论扬程公式的推导过程，认为滑移系数是理论扬程计算结果精度的主要决定因素之一。
(3)比较分析了斯托道拉、威斯奈、普夫莱德尔、斯基克钦等滑移系数公式，研究表明对于离心泵而言威斯奈公式(n>65)的计算结果比较准确。首次依据大量优秀水力模型的计算结果和实验结果对这两个公式进行了修正，同时用回归分析分类给出了其修正系数的数学表达式。
(4)在归纳分析水力效率、容积效率和机械效率的估算公式的基础上，对照实验结果进行了筛选，并给出了使用建议。
(5)研究比较了各种圆盘摩擦损失的估算公式，认为应根据比转数的范围来选用圆盘摩擦损失的估算公式。根据大量实例修正了圆盘摩擦损失估算公式，并给出了其修正系数的数学表达式。
(6)分析了水力损失的估算公式，在深入研究各种水力损失的类型的基础上，对各水力损失的表达式进行了修正，并结合实例用回归分析方法给出了其修正系数的数学表达式。
(7)在Windows平台上和ARX环境下用VC++6.0，对AutoCAD进行二次开发，首次开发成功了工程实用的离心泵性能预测软件。
9.期刊论文 李文广. LI Wen-guang 离心泵输送粘油的水力性能计算 -排灌机械2008,26(4)
采用CFD程序FLUENT计算了离心泵输送水和粘油时的内部流动和水力性能,重点考察了液体粘度对泵水力性能的影响,并将计算结果与实验数据进行了对比.结果表明,叶片与蜗壳隔舌之间的相对位置对泵水力性能影响很小;叶轮水力效率和水力损失系数分别随着液体粘度的增大而降低和增大,但在个别粘度和流量下,水力性能比输送水时要好;叶轮理论扬程在小流量工况下出现驼峰.计算的泵扬程与实验值接近,存在"扬程突升"现象.该现象是由粗糙的叶轮和蜗壳过流表面,以及液体粘度增高引起的.
10.期刊论文 朱玉才. 梁冰. 张永利. 薛强. 苏荣华 离心泵无分离条件下叶片型线方程研究 -机械工程学报
2003,39(3)
通过对压力面边界层分离条件的分析得出叶片型线方程并给出计算实例.着重强调在离心泵设计时除了重视叶轮出入口参数的选择之外,更不能忽略叶片曲度对微观流动即边界层流动的影响.叶片型线的选择应满足边界层不分离条件及由欧拉方程--泵的基本方程所确定的理论扬程条件.
引证文献(2条)
1. 刘建瑞. 施卫东. 袁海宇. 程爱平 智能型射流式自吸离心泵[期刊论文]-农业机械学报 2008(12)
2. 张兰金. 纪兴英. 常近时 水泵水轮机泵工况转轮流场分析[期刊论文]-农业机械学报 2008(4)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_nyjxxb200612022.aspx
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农业机械学报
１滑移系数（２）威斯奈公式（Ｗｅｉｓｎｅｒ）
ｒ■‘
１．１滑移系数的定义仃。：卜掣（４）
有限叶片数叶轮出口相对速度滑移量的大小一（３）普夫莱德尔公式（Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ）
般用滑移系数来衡量，滑移系数的定义主要有以下
两种［１｜：
（１）斯托道拉（Ｓｔｏｄｏｌａ）滑移系数以仉一垫其中Ｐ＝捣驴＝皖（・＋焦）％一１／（１＋Ｐ）（５）
（１）式中口——与泵结构形式有关的经验系数ＬｌＪＲ。、Ｒ。一一叶轮进、出口半径
式中“。——叶轮出口圆周速度盯ｓ一一“２（４）斯基克钦公式（Ｓｔｅｃｈｋｉｎ）
舳。。——叶轮出口速度圆周分量的滑移量（６）（２）普夫莱德尔（Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ）滑移系数口。
％＝爰（２）其中Ｐ＝捣妒＝詈以。一１／（１＋Ｐ）实际上，威斯奈公式是对斯托道拉公式的改进；
式中日。——有限叶片数理论扬程斯基克钦公式是对普夫莱德尔公式的改进，即取驴
日。——无限叶片数理论扬程一兀／３，这样使其更容易应用。由相关研究嘲可知：斯需要说明离心泵的滑移并不是水力损失，它仅托道拉公式应用于离心泵时，其绝对误差较大。由于表示了泵能量转换能力的下降。普夫莱德尔公式中的经验系数很难确定，其实际应１．２滑移系数的计算公式用也很少。因此，本文仅对威斯奈公式和斯基克钦公
滑移系数的计算公式主要有以下４种‘１￣“８￣１¨：式进行比较分析。
（１）斯托道拉公式（Ｓｔｏｄ０１ａ）１．３滑移系数计算公式的对比分析
为了比较分析威斯奈公式和斯基克钦公式，选
仉＝１一号ｓｉｎｐ２（３）取了２５台具有广泛代表性的优秀离心泵进行计算
式中２——叶片数分析，限于篇幅，仅给出其中８台离心泵的参数，见
如——叶片出口角表１所示。
表１中的流量Ｑ、扬程Ｈ、转速咒和总效率叩均写成
根据试验所得。水力效率玑按下述方法计算。（８）
伽一７／仉‰（７）
其中仉一１／（１＋ｏ．６８挖＿『２／３）式中Ｄ。——叶轮外径日。一等卜訾一丽‰
叩。＝１一Ｏ．０７／（孢，／１００）７／６６。——叶片出口宽度
根据表１中的试验数据和几何参数，分别用威妒ｚ——叶轮出口排挤系数
斯奈公式和斯基克钦公式计算理论扬程、水力效率Ｑ——理论流量
和总效率。当用斯基克钦公式计算滑移系数时，理论扬程当用威斯奈公式计算滑移系数时，理论扬程可可写成
第１２期刘厚林等：离心泵理论扬程的计算８９
Ｈ。一盯。Ｈ。（９）表２中计算出的水力效率等于试验扬程Ｈ除
其中，Ｈ。一“：刁圳钉。。由无滑移的出口速度三角形求以理论扬程Ｈ。，即
得，设口。。为零。玑一Ｈ／Ｈ。（１０）
计算结果列于表２。由式（８）、式（９）及表２可表２中计算的总效率叩
知：滑移系数是理论扬程计算结果准确与否的关键。节一协仉７。（１１）
表２根据不同滑移系数的计算结果
Ｔａｂ．２ＣａＩｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｌｉｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
序号滑移系数理论扬程水力效率总效率
ＨｔｎｆｍＨＭ？ｍ’｝Ｌｓ‘ｆ％１ｈｆ％‰／％‰｝％
Ｏ．６８４２０．７５７６１３４．４７１４６．３０８２．６４７５．９６５６．９４５２．３４
Ｏ．６４４ＯＯ．７２８１５２．６Ｓ５７．１０８８．０４８１．１８６８．６２６３．２７
Ｏ．７１８４Ｏ．７８９４３６．３９３８．５９８２．４５７７．７５７２．１０６７．９９
Ｏ．６８０１Ｏ．８０７８３０．３４３３．９４９５．９２８５．７５８７．８８７８．５７
Ｏ．６６５４Ｏ．７９２３２１．３ＺＺ３．９８８６．５２７６．９５７９．９３７１．０９
Ｏ．６４５４Ｏ．７９６８１７．８０１９．９５１１１．２３９９．２２１０４．６９３．３３
Ｏ．６２９３Ｏ．８１４５１５．６９１８．８４９１．２４７６．０２８６．８５７２．３６
０．４９３９Ｏ．７７７８１２．４０１８．０８１０３．２６７０．８５９９．２４６８．０９
为了更清楚地比较威斯奈公式和斯基克钦公式低比转数泵一般小５％左右，低扬程高比转数泵则的计算结果，将２５台优秀离心泵水力效率和总效率普遍小１０％左右。
的计算结果绘制成图１和图２。由表２和图１、图２由图２可知：用威斯奈公式计算所得总效率随
着比转数的增大与试验效率的差值也增大，而用斯
鬟基克钦公式计算则相反；当比转数小于６５时，用威
＼
ｉ斯奈公式计算的总效率比较接近试验效率；当比转槲
较数大于６５时，用斯基克钦公式计算的总效率更接近・Ｒ
＊于试验效率。
因此，当比转数小于６５时，用威斯奈公式计算
理论扬程；当比转数大于６５时，用斯基克钦公式计
算理论扬程。
图１水力效率
Ｆ喀１Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ２理论扬程的修正
以试验效率和反算出的水力效率（表１）为标准
修正理论扬程（表２），并在式（８）和式（９）中分别引
Ｘ
》＼入理论扬程的修正系数七可得
｛》ｉＬ
较
躜晰＝等旧訾一而赫）
（１２）
．Ｈ。，：＝是盯．Ｈ。ｏ。（１３）
图２总效翠应用回归分析法‘１引，分３种情况对忌计算，得
Ｆｉｇ．２Ｔｏｔａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ到愚与比转数‰的关系及相关系数ｙ如下：
当３０＜协＜６５、以≥２ｏｏＯｒ／ｍｉｎ时
可知：用威斯奈公式计算的理论扬程值比用斯基克五＝１．００９（１一ｅ～ｏ・０８８”ｓ）ｙ一０．９９３９钦公式计算的理论扬程值大，且随着比转数的增大，当”，≥６５、咒≥２ｏｏＯｒ／ｍｉｎ时
这个差值也增大，中高比转数泵差值在５ｍ左右，
对低比转数泵，差值可达１０ｍ以上。因此根据威斯愚＿ｏ．７，（螽）３＿ｚ．ｓ８（志）２十
奈公式所算得的水力效率比用斯基克钦公式算得的
水力效率小，中等比转数一般小３％～８％，对低比哿＋ｏ．００７２６ｙ＿ｏ．９７６９
转数和高比转数泵则超过了１０％。故威斯奈公式预当咒；＞６５、，ｌ＜２０００ｒ／ｍｉｎ时
测的总效率比用斯基克钦公式预测的总效率低，中五＝１．０３６（１一ｅ—ｏ・０６“ｓ）），一０．９６７９
９０农业机械学报２ＯＯ６年３计算实例
为了验证理论扬程的修正系数，用６台与计算
模型不同的离心泵作为验证泵，其参数见表３。根据
本文所述的方法分别对这６台离心泵进行了计算，
计算结果见表４。由表４可知：扬程的试验值与计算值间最小误差为ｏ．２％，最大误差为４．７％，平均误差为２．４８％；效率的试验值与计算值间最小差值为ｏ．０４％，最大差值为４．８６％，平均差值为２．９５％。二者的误差都比较小，可见本文的回归结果是可靠准确的。
表３计算模型参数
Ｔａｂ．３ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅＩｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
表４计算结果
Ｔａｂ．４ＲｅｓｕｌｔｓｏｆｃａＩｃｕＩａｔｉｏｎ关键，当采滑移系数用不同的计算公式时，所计算的理论扬程有较大差距。
（２）应根据离心泵比转数的不同分别选用不同
滑移系数计算公式，当比转数小于６５时，用威斯奈
公式计算理论扬程；当比转数大于６５时，用斯基克
钦公式计算理论扬程。
（３）用回归分析的方法修正了理论扬程的计算
公式，根据比转数及转速的不同，分三种情况给出了
修正系数，提高了离心泵理论扬程的计算精度。
４结论
（１）滑移系数是理论扬程计算结果准确与否的
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离心泵理论扬程的计算
作者：
作者单位：
刊名：
英文刊名：
年，卷(期)：
被引用次数：刘厚林， 谈明高， 袁寿其， Liu Houlin， Tan Minggao， Yuan Shouqi江苏大学流体机械工程技术研究中心 212013 镇江市农业机械学报TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY FOR AGRICULTURAL MACHINERY2006，37(12)2次
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相似文献(10条)
1.学位论文 庞雷 滑移系数对离心泵外特性的影响分析 2009
滑移系数是在泵的设计中计算理论扬程的关键，但是由于受到各种因素的影响，其计算精度制约着泵设计理论的发展。本文通过对滑移系数影响因素成因的分析，对叶轮出口流动滑移量进行了修正，并通过与试验值和数值计算值的对比，分析了滑移系数对离心泵外特性的影响。
首先，通过对轴向涡流、二次流、叶片型线的变化等因素的分析可知，这些因素的存在都会使得流动滑移量增大，滑移系数值减小。根据滑移系数的定义，其计算准确程度取决于流动滑移量的计算是否准确，因此，本文对流动滑移量进行了修正。
其次，对滑移系数与外特性之间的关系进行了分析。滑移系数定义方式的不同，在计算理论扬程时也需要不同的公式，以保证其计算精度。 然后，使用PRO/E软件建立离心泵叶轮流道和蜗壳流道的三维模型，导入Gambit中划分出计算所需网格，并给定边界条件和指定体的类型；使用FLUENT软件对网格模型进行计算，得到流场数据；通过对流场数据的处理，由压力分布和速度分布，分析了对滑移系数各影响因素存在的证据，并提取了计算离心泵外特性所需的数据。
最后，通过对离心泵外特性的试验值、数值计算值和修正值之间的对比，分析了修正过程的有效程度；用回归分析方法，给出了斯基克钦公式中的修正系数与比转速之间的关系式，并对修正结果进行了验证。
2.期刊论文 刘厚林. 谈明高. 袁寿其. 吴贤芳. 杨凤鸽. LIU Hou-lin. TAN Ming-gao. YUAN Shou-qi. WU Xian-fang. YANG Feng-ge 离心泵滑移系数精度的比较 -排灌机械2006,24(6)
滑移系数是计算离心泵理论扬程的关键.分析了滑移系数的定义、本质及国内外滑移系数的研究状况.通过对大量优秀离心泵效率的计算,以试验效率为标准比较了目前离心泵常用的斯托道拉、威斯奈和斯基克钦等滑移系数计算公式的精度.计算结果表明,与试验效率相比,离心泵在比转数小于65时威斯奈公式的计算结果更为精确;比转数大于65时斯基克钦公式的计算更为准确.
3.学位论文 吕书臣 叶片出口角对离心泵性能影响的研究 2005
本论文以离心泵为研究对象，围绕离心泵在出口角改变时所表现出的稳态工作特性，对其稳态性能进行了理论分析和试验研究，并对叶轮内部流场进行了数值模拟。
通过分析离心泵叶轮内部的流动规律，推导出了理想流体相对运动的动量方程和无限多叶片假设下的用出口角表达的理论扬程公式。并用量纲分析的方法，给出了离心泵各参数之间的函数关系。
从离心泵理论扬程方程出发，分析了出口角对泵内损失的影响，得出了从减少机械损失的角度应采用较大的出口角，但从减小水力损失的角度应采用较小的出口角的结论。从离心泵实际扬程方程可知，出口角对离心泵的效率有较大的影响，应合理选择出口角。
从离心泵的理论扬程方程出发，分析了叶片出口角对流量-扬程性能曲线的影响，得到了扬程曲线的斜率与离心泵出口角的关系，以此作为性能曲线是否有驼峰的理论判据。
介绍了离心泵性能测试试验装置、测量仪器、数据采集及处理方法。
利用离心泵性能测试试验装置进行了稳态性能试验，根据试验结果，对试验数据进行了分析，得出了叶片出口角的改变可以改变离心泵的各个性能参数，可以满足不同工况的需求。
采用数值模拟软件对试验泵的叶轮进行三维造型设计，应用离心泵内部流动的广义流动方程及湍流动力学模型给出流动控制方程，对离心泵稳态过程内部流体流动进行三维流场分析，得出了模型的内部流动情况，以检验水力设计的优劣。
4.期刊论文 李文广. Li Wenguang 大出口角叶轮离心泵输送粘油性能计算 -排灌机械2009,27(5)
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5.期刊论文 陈颂英. 李春峰. 曲延鹏. 隋荣娟. CHEN Song-Ying. LI Chun-Feng. QU Yan-Peng. SUI Rong-Juan 离心泵在启动阶段的水力特性研究 -工程热物理学报2006,27(5)
针对工作的离心泵,分析了其内部流体的流动情况,建立了在非稳定工况下操作的理论扬程公式,非稳态理论扬程包括旋转加速附加扬程和水流加速消耗扬程以及由于流动速度变化引起泵壳中的附加压力而产生的扬程.在离心泵的启动阶段,对其在不同阀门开度下的水力性能进行了试验研究.测量了瞬时转速、流量、扬程随时间的变化关系,并把试验结果进行修正.由于启动时一部分扬程用来提供流体加速,压力传感器测量不到,因此必须把试验扬程加以修正.将理论计算与修正的试验结果进行了比较分析,两者基本吻合.
6.期刊论文 田辉. 孙秀玲. 郭涛. 李国君 基于遗传算法的离心泵叶片水力性能优化 -农业机械学报2010,41(5)
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7.期刊论文 谈明高. 刘厚林. 袁寿其. Tan Minggao. Liu Houlin. Yuan Shouqi 离心泵能量性能预测的对比 -农业工程学报2008,24(11)
简述了离心泵性能预测的研究现状.分别采用流场计算法和水力损失法对10台离心泵的设计点工况进行了性能预测并详细比较两种方法的预测结果.流场计算采用FLUENT,在双参考坐标系下,选用标准k-ε湍流模型,SIMPLEC方法对叶轮蜗壳进行耦合相对定常求解.预测了各模型的总效率和扬程并与试验值做了比较;计算了理论扬程以及叶轮和蜗壳内的水力损失.对比研究结果表明,基于FLUENT的流场计算法具有比较高的预测精度,其中扬程预测精度平均高0.98%,效率预测精度平均高1.51%.分析了两种方法预测差异的原因.
8.学位论文 谈明高 离心泵性能预测理论及其软件开发 2006
泵性能预测就是根据叶轮、蜗壳、导叶等过流部件的几何参数和内部流动特征预测泵的性能，它具有缩短产品研发周期和降低开发设计成本等优点，一直都是泵领域十分重要的研究课题，很多专家学者都对此进行过大量的研究。但到目前为止，泵性能预测的结果还不够精确，不能满足工程实际的需要，国内尚没有实用的泵性能预测软件。因此离心泵性能预测的理论研究及其软件开发具有重要的学术价值和社会经济效益。本文的主要研究内容和成果有：
(1)较系统地总结了国内离心泵性能预测研究的现状，分析比较了水力损失法、流场分析法和神经网络法等几种主要的性能预测方法的优缺点。
(2)较深入研究和分析了理论扬程公式的推导过程，认为滑移系数是理论扬程计算结果精度的主要决定因素之一。
(3)比较分析了斯托道拉、威斯奈、普夫莱德尔、斯基克钦等滑移系数公式，研究表明对于离心泵而言威斯奈公式(n>65)的计算结果比较准确。首次依据大量优秀水力模型的计算结果和实验结果对这两个公式进行了修正，同时用回归分析分类给出了其修正系数的数学表达式。
(4)在归纳分析水力效率、容积效率和机械效率的估算公式的基础上，对照实验结果进行了筛选，并给出了使用建议。
(5)研究比较了各种圆盘摩擦损失的估算公式，认为应根据比转数的范围来选用圆盘摩擦损失的估算公式。根据大量实例修正了圆盘摩擦损失估算公式，并给出了其修正系数的数学表达式。
(6)分析了水力损失的估算公式，在深入研究各种水力损失的类型的基础上，对各水力损失的表达式进行了修正，并结合实例用回归分析方法给出了其修正系数的数学表达式。
(7)在Windows平台上和ARX环境下用VC++6.0，对AutoCAD进行二次开发，首次开发成功了工程实用的离心泵性能预测软件。
9.期刊论文 李文广. LI Wen-guang 离心泵输送粘油的水力性能计算 -排灌机械2008,26(4)
采用CFD程序FLUENT计算了离心泵输送水和粘油时的内部流动和水力性能,重点考察了液体粘度对泵水力性能的影响,并将计算结果与实验数据进行了对比.结果表明,叶片与蜗壳隔舌之间的相对位置对泵水力性能影响很小;叶轮水力效率和水力损失系数分别随着液体粘度的增大而降低和增大,但在个别粘度和流量下,水力性能比输送水时要好;叶轮理论扬程在小流量工况下出现驼峰.计算的泵扬程与实验值接近,存在"扬程突升"现象.该现象是由粗糙的叶轮和蜗壳过流表面,以及液体粘度增高引起的.
10.期刊论文 朱玉才. 梁冰. 张永利. 薛强. 苏荣华 离心泵无分离条件下叶片型线方程研究 -机械工程学报
2003,39(3)
通过对压力面边界层分离条件的分析得出叶片型线方程并给出计算实例.着重强调在离心泵设计时除了重视叶轮出入口参数的选择之外,更不能忽略叶片曲度对微观流动即边界层流动的影响.叶片型线的选择应满足边界层不分离条件及由欧拉方程--泵的基本方程所确定的理论扬程条件.
引证文献(2条)
1. 刘建瑞. 施卫东. 袁海宇. 程爱平 智能型射流式自吸离心泵[期刊论文]-农业机械学报 2008(12)
2. 张兰金. 纪兴英. 常近时 水泵水轮机泵工况转轮流场分析[期刊论文]-农业机械学报 2008(4)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_nyjxxb200612022.aspx
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