泵的特性曲线和性能参数是泵内流体运动参数的外部表现形式,而泵内流体的运动状况是由泵各几何参数和转速决定的,然而泵的几何参数是由设计参数(如流量、扬程、转速和比转速等)确定的。可见,由于泵的设计参数直接影响泵的性能,因此在一定范围内,加大或减小设计参数可提高或降低泵的性能。
为了更好地理解加大流量设计法的基本原理,首先考虑泵的效率和比转速及流量的关系。比转速越高,泵效率越高;流量越大,泵效率也越高;在低比转速和小流量范围内,泵效率随比转速和流量的增加迅速提高。
由于较大泵的效率线基本上包络了较小泵的效率线(在小流量区则相反),不但提高了最高效率和设计点效率,而且还提高了整个使用范围内的平均效率。
值得说明的是,在各种离心泵普通设计方法中,均假设设计点即为最高效率点,以使泵在设计工况运行时,产生的冲击损失最小,效率最高。而加大流量设计法中,由于最佳工况点流量大于设计流量,因此泵在设计工况点运行时将产生一定的冲击损失,损失的大小随加大流量的程度而定。而无数实验已经表明,这种附加的冲击损失比起加大流量法所能提高的泵性能相比是次要的,可以不予考虑。其次,由相似理论推得的作为相似判据的比转速是工况的函数,通常所说的比转速是指泵最佳工况点处的比转速。但用加大流量法设计的泵,其设计比转速小于最佳工况点比转速,若按传统方法将最佳工况点比转速作为泵的相似准则,则不能准确反映原设计参数,也易引起误解,同时也不符合加大流量设计法的基本思想。因为加大流量设计法的主要目的是通过增加流量和比转速,使设计的泵在设计点的效率有较大的提高,而增加比转速仅是一种手段而已。
加大流量设计的基本方法是:在大量实验的基础上,对现有有关设计系数进行修正,使之适合于低比速泵的加大流量设计。然后用修正过的系数,综合各种因素,设计出较为合理的流动组合和几何参数组合,用公式表示为:
式中分别为设计流量、比转速;
分别为放大的流量、比转速;
分别为流量、比转速的放大系数。