后掠式双叶片污水泵优化设计与试验研究

王小云

摘 要：无论是城市的快速发展，还是生态环境的保护方面，都将污水的排放问题放在高度重视的位置，随着时代的发展，以及科学技术的更新，对于污水泵的应用而言，相关技术人员也在不断地改造和完善。为了污水泵能够更好地解决污水处理问题，对于后掠式双叶片污水泵优化设计等问题十分值得思考和探究。因此，该文在阐释污水泵的含义和污水泵常见的问题以及解决窍门等相关内容的基础上，讲解了后掠式双叶片污水泵的优化设计，并进行了后掠式双叶片污水泵的数值模拟试验研究。

关键词：后掠式双叶片 污水泵优化设计 试验研究

中图分类号：TH38 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0110-01

随着经济建设进程的加快，无论是工业的生产水平，还是人们的生活水平和质量都得到了很大程度上的提高，然而，工业生产所排放的大量废水，以及城市居民日常的生活污水，都需要进行及时地排放和处理。因此，在这样的形势下，污水泵占据着重要的地位，发挥着重要的作用，但是由于污水本身就存在很多的杂质，甚至一些颗粒状的固体悬浮物，从而影响了污水泵的效用，为了解决污水泵高效运行这一关键性技术问题，相关研究者提出了后掠式双叶片污水泵优化设计，并进行了相关的试验研究。

1 污水泵的相关内容

1.1 污水泵的含义

为了保护环境，净化空气，并且解决污水问题，在人类不断的研究和探索下，污水泵顺势而生。就污水泵的含义而言，以输送城市污水为主要用途，是一种典型的离心杂质的应用型设备，而且在时代的要求下，出现了多种形式的污水泵，包括WQ型潜水污水泵、W型卧式污水泵，以及WL型立式污水泵等。除此之外，由于粪便或者液体中含有纤维，以及纸屑等固体颗粒的介质，所以，污水泵在使用的时候往往输送的介质的温度要小于80℃。

1.2 污水泵常见的问题以及解决窍门

鉴于污水泵以输送污水为主，经常出现这样或者那样的问题，但是，相关人员在不断的实践和探索的过程中也总结出了一些相应的解决小窍门，具体表述如下：首先，面对污水泵不出水问题，如果是吸入管有漏气现象，就将各密封面拧紧，并且将空气排除；如果是污水泵的进出管路或者流产叶轮阻塞，就及时地清理阻塞物；如果是污水泵的电机运行的方向错误，又或者是电机缺相的转速太慢，就需要对电机的方向进行调整，并且使得电机接线更加坚固。其次，面对污水泵流量不足的问题，如果离心泵的电压较低，就立即稳定电压；如果是污水泵使用超过额定流量，就对流量进行调节，并且出口阀门关小。如果是污水泵的离心泵吸程太高，就必须要把吸程降低。再者，面对污水泵杂音振动的问题，如果是污水泵的电机超载而引起的发热运行现象，就应该控制流量，同时，将出口阀门调小；如果是污水泵管路支撑不够平稳，就及时稳固管路；如果是污水泵的液体混有气体，就提高吸入压力来进行排气。最后，面对污水泵漏水的问题，如果是污水泵的机械密封磨损或者是泵体有砂孔而破裂，就应该对其进行及时地更换。如果是污水泵的密封面不够平整，就应该要及时地进行修整；如果是安装螺栓出现了松懈的情况，就必须要及时地紧固。

2 后掠式双叶片污水泵优化设计

就后掠式双叶片污水泵的整个优化设计特征而言，后掠式双叶片污水泵的叶片朝着进口的边延伸比较大，特别是后盖板的流线朝前延伸相对比较突出。具体情况如下：第一，要明确叶轮进口当量直径D0、叶轮出口直径D2，以及叶片出口宽度b2的数值和相关的计算公式。第二，就叶片包角φ而言，其数值最好在220°～350°之间，以 250°左右最佳，这样一方面，可以避免由于包角太大而增加叶片的摩擦面积；另一方面，也有利于提高污水泵的水力效率。第三，就叶片出口安放角β2而言，其数值一般在15°～40°之间，而对于大包角的叶片式污水泵，β2的范围一般在18°～25°为宜，这样不仅可以减少堵塞情况的出现，而且还能够提高其通过和抗缠绕能力。第四，就叶片前缘后掠角Δθ而言，其数值范围在60°～120°之间，在后掠式双叶片污水泵优化设计中的叶片前缘后掠的形式有利于污水污物之间输送到叶片外围。第五，就蜗壳基圆直径D3而言，其应该与叶轮出口直径D2之间有比较大的间隙。此外，就叶片数Z而言，一般采用双叶片。

3 后掠式双叶片污水泵的数值模拟试验

就后掠式双叶片污水泵的数值模拟试验而言，首先要以含沙水为介质进行一些基本假设，假定液体相是不可压缩液体、颗粒相是分散相，以及颗粒相是均匀直径的球形颗粒等等。然后，采用particle模型来模拟连续液相中分散的固体相。最后，在具体进行固液两相流数值模拟后，查看结果，发现后掠式双叶片污水泵的优化设计在一定程度上，大幅度降低了叶片的磨损，不仅使得颗粒杂质能够顺利通过，而且提高了污水泵的运行效率和使用寿命。

4 结语

综上所述，污水泵无论是在工业生产，还是人们的日常生活中，都发挥着十分重要的作用，在了解污水泵的含义，以及污水泵常见的问题以及解决窍门的基础上，更加通过对于后掠式双叶片污水泵优化设计的具体内容的了解，以及后掠式双叶片污水泵的数值模拟试验的相关结论，清晰地认识到对于改进和完善污水泵的重要，尤其是对于掠式双叶片污水泵这种新型设计，对于污水泵今后的发展有一定的参考价值。

参考文献

[1] 张德胜，施卫东，陈斌，等.高扬程潜水排污泵叶轮和蜗壳的匹配优化与试验[J].农业工程学报，2013，29（1）：78-85.

[2] 张德胜，张磊，施卫东，等.基于流固耦合的离心泵蜗壳振动特性优化[J].农业机械学报，2013，44（91）：40-45.

[3] 宁光武，宁兴旺.潜水污水泵原理与应用浅析[J].科技视界，2012（21）：215- 216.

[4] 朱荣生，胡自强，杨爱玲.高效叶片式污水泵叶轮的优化设计[J].水泵技术，2010（3）：5-7.

[5] 刘建瑞，徐永刚，苏起钦.离心泵叶轮固液两相流动及泵外特性数值分析[J]. 农业机械学报，2010，41（3）：86-90.

[6] 王洪亮，施卫东，陆伟刚，等.深井离心泵的水力设计和二次回归正交试验[J]. 排灌机械工程学报，2010，28（6）：479-483.

[7] 杨雪龙，龙新平，肖龙洲，等.不同湍流模型对射流泵内部流场模拟的影响[J]. 排灌机械工程学报，2013，31（2）：98-102.

[8] 周岭，施卫东，陆伟刚，等.深井离心泵数值模拟与试验[J].农业机械学报，2011，42（3）：69-73.