如何确定叶片最佳安装角？

水泵的叶片调节方式有全调节和半调节两种。全调节有液压和机械调节机构，在水泵运行期间无需停机拆泵的情况下，可以很方便地改变叶片的安装角。半调节水泵则无叶片调节机构，只有在拆开水泵后才能改变叶片角度。因此，在运行期间是无法改变安装角的。为此，半调节的轴流泵正确决定叶片的安装角就显得更为重要。因为叶片角度改变后，水泵的流量、扬程，功率、效率和汽蚀性能都随之而变。因此，在确定叶片安装角时，应该在设计年份的扬程下，水泵流量必须满足灌溉排水的要求，而在多年平均的扬程下，水泵能在高效区工作，并与动力机、传动装置和管路系统配合好，使泵站效率最高。此外，在已建泵站安装高度一定的情况下水泵不发生汽蚀。电动机在叶片角度改变后也不会超载。

图5-23　叶片安装角不同时的水泵性能变化

图5-24　水泵在不同叶片安装角时的性能曲线

图5-24是水泵在不同安装角度时的性能曲线，A点为最高效率的工作点。当泵站多年平均的装置扬程为Hsya时，水泵可在A点工作，此时效率最高。但是，如果泵站实际运行时的净扬程不是Hsya，而是Hsyb或Hsyc，若安装角仍为0°（即不调节叶片安装角），则水泵的工作点由A点移至B点或C点。水泵的效率也随之降为ηpB或ηpC。这时可以将叶片安装角调到-4°或+4°，水泵的工作点则由B点移至D点，或由C点移至E点，水泵效率也由b点上升至d点，或由c点上升至e点，此时a、d、e的效率几乎不变。这样，就保证了水泵在一定范围内扬程变化时，仍然具有较高的效率。因此，对于全调节泵，随时可以根据不同扬程变化来决定当时的最佳叶片安装角度，既能满足灌区（或排水区）扬程流量的要求，也能满足效率最高以及水泵不产生汽蚀和动力机不超载的要求。

【例5-3】某泵站所用水泵为48ZLB-87型轴流泵，在额定工况下，H0=7m，Q0=3.1m3/s，η0=80.6%，Pa=264kW，电动机功率330kW，该泵性能曲线如图5-25所示。但该泵站设计标准年份的净扬程为6m，设计流量为2.3m3/s，而多年平均净扬程为2m。管路阻力系数S=0.146s2/m5，试确定水泵叶片的安装角。

图5-25　48ZLB-87型轴流泵性能曲线

【解】（1）绘出不同净扬程时的H=Hsy+SQ2曲线：H=2+0.146Q2，H=6+0.146Q2，与不同角度的Q-H曲线相交，得不同扬程不同叶片角度时的工作点（见图5-25）。

（2）确定Hsy=2m时不同叶片角度的各种参数，列入表5-4。图5-26为电动机效率曲线。(www.xing528.com)

表5-4　Hst=2m时48ZLB-87型轴流泵的各种参数

图5-26　330kW电动机效率曲线

（3）确定叶片安装角。

1）从泵站效率看（见表5-4）：由于泵站多年平均的净扬程偏离水泵的设计工况太远，各种角度的泵站效率都很低，最高的只有41.29%，说明该泵选型是不合理的。

2）从水泵效率看：叶片角度越大，水泵效率越高。叶片安装角为+10°时水泵效率可达设计工况的最高效率80.6%。

3）从管路损失看：叶片角度越大，管路损失也越大，管路效率越低。叶片安装角为+10°时ηpi=35.7%。故泵站效率是随叶片角度的增加而降低的。因而+10°时的装置效率只有25.9%。

4）从水泵轴功率看：水泵的轴功率随叶片安装角的增大而增大。当θ=+10°时的轴功率达350kW，而电动机的额定功率Pmo=330kW，故在+10°时，电动机将超载。θ=+5°时的轴功率为280kW，但在设计年份，净扬程为6m时，水泵的轴功率为370kW，同样，电动机将超载运行，故+10°和+5°都是不可取的。

5）从水泵流量看：水泵流量随叶片安装角的增大而增大。在Hsy=2m时，-15°的水泵流量为1.5m3/s，小于设计流量2.3m3/s，故-15°也是不可取的。-10°时Hsy=2m的流量为2.2m3/s，但在Hsy=6m时的流量为1.65m3/s，仍然小于设计流量2.3m3/s。因此-10°也是不合适的。

6）确定叶片安装角：由以上分析可知，要求同时能够满足流量和功率要求的只有0°和-5°。而-5°在多年平均扬程时的泵站效率比0°时高5.8%。可见，水泵叶片安装角定为-5°最为合适。