期秒内转过的齿数，在齿轮的齿数为齿，则在采用周期时间段内泵轴的转速即为汽蚀余量测量汽蚀试验保持流量不变，通过封闭循环系统内抽真空，逐步减小系统压力的方法，使泵内发生汽蚀。不同系统压力下的汽蚀余量值由下式计算式中，为汽蚀余量，单位为装置进口测压点的绝对压强，由绝对压力变送器测得，单位为试验水温下水的饱和蒸汽压强为绝对压力变送器高于泵叶片旋转中心线与叶轮外壳交点的高度值，单位。测试过程中，流量保持常数，效率下降确定为临界汽蚀余量。模型试验结果性能试验模型试验测试了五个叶片安放角度的性能，表表列出了性能试验原始数据。根据试验结果整理得到模型泵装置通用性能曲线见图转速，叶轮直径。表模型泵装置性能试验采样数据表叶片角度序号流量扬程轴功率效率表模型泵装置性能试验采样数据表叶片角度序号流量扬程轴功率效率表模型泵装置性能试验采样数据表叶片角度序号流量扬程轴功率效率表模型泵装置性能试验采样数据表叶片角度序号流量扬程轴功率效率表模型泵装置性能试验采样数据表叶片角度序号流量扬程轴功率效率型高程。淹深试验结果保持模型流量,从进水流道的观察窗口逐步降低流道进水口的水位，试验观察见表。在进口淹没深为时，进水面平稳，未观察到气泡和漩涡在进口淹没深为时，观察到零星少量间断的小气泡。原型最低水位为，由试验结果可知，机组在该水位相似条件运行时，进水流道进口应不会出现有害漩涡。表淹深试验序号模型淹深漩涡情况观察按等相应原型淹深水位高程水面平静，无气泡水面平静，无气泡水面平静，无气泡水面平静，无气泡水面平静，无气泡进水流道两侧开始出现间断性离散的微小气泡间隔时间很长现象同上间断性离散小气泡产生微小气泡增多不明显现象同上少量微小气泡，零星小气泡水面平静，无气泡水面平静，无气泡飞逸特性试验临洪东站改造模型泵装置飞逸特性试验数据如表。表模型泵装置飞逸特性试验数据叶片角度序号水头流量转速单位转速单位流量取单位飞逸转速,，则原型泵装置在不同扬程下的际飞逸转速如图所示。表为原型泵装置飞逸特性数据。表原型泵装置飞逸特性试验数据叶片角度水头飞逸转速水头转速图原型泵装置飞逸转速特性曲线拍门水力损失测试模型泵装置的拍门阻力损失测试采用定角度的方法，分别取拍门开启角度为及，在叶轮叶片安放角为，并保证出水流道出流为淹没出流工况时进行不同流量水力损失测试。拍门为铰型连接，材质为钢板，模型拍门面积为，拍门厚度为。各角度下拍门安装图见图图。在各开度下的流量扬程曲线流量效率曲线分别见图和图，拍门水头损失与流量的关系曲线见图。在拍门不同开启角度下，模型泵装置在设计流量下水力损失值见表。试验表明拍门开度在以上，拍门水力损失很小，扬程流量曲线已与无拍门时的曲线非常接近但拍门开度在以下，随着拍门开度减少水力损失越来越大，对整个泵装置效率的影响也越大。图不同开度拍门水力损失与流量的关系图表设计流量时时拍门各开启度下的水力损失拍门开度水力损失图拍门开度图拍门开度图拍门开度图拍门开度图拍门开度扬程流量拍门开度拍门开度拍门开度④拍门开度拍门开度未装拍门图拍门损失试验流量扬程数据对比图效率流量拍门开度拍门开度拍门开度④拍门开度拍门开度未装拍门图拍门损失试验流量效率数据对比图原型轴流泵装置性能换算根据水泵模型及装置模型验收试验规程流量扬程轴功率和汽蚀余量采用下列换算公式换算为原型泵装置的通用性能曲线见图。在运行特征扬程下原型泵装置叶片安放角度为的流量效率见表。表特征扬程下的流量效率表工况净扬程流量效率设计最高最低以上的性能换算未考虑水泵叶轮增加后水力损失机械损失减小可增加装置效率。如考虑这影响，根据国际电工委员会推荐的轴流式水轮机换算公式公式式中，下标分别表示原模型的参数，表示最高效率点的参数。其余各点按下式换算式中，经计算综合考虑取图为未考虑原型效率增加后的装置综合特性曲线。图为考虑原型效率增加后的装置综合特性曲线。图临洪东站泵装置原型试验综合特性曲线图临洪东站泵装置原型试验综合特性曲线结论根据试验结果，临洪东站水泵模型装置最高效率点出现在，该角度下最高装置效率为，此时流量，扬程临洪东站改造泵装置的综合水力性能参数已接近国内同类装置的优秀水平。原型泵装置的叶片安放角度置于，扬程，流量可达，能满足流量设计要求。该工况原型泵装置效率考虑效率修正为。叶片角度时，马鞍区峰点扬程可达，满足临洪东站最高净扬程的要求。在叶片角度时，设计工况汽蚀比转数为，汽蚀性能较好，满足叶轮中心淹没深度要求。根据淹深试验结果，该站最低运行水位▽能满足流道进口最小淹没深度要求。泵装置出口拍门的开启角度小于时，对水流阻力较大，对扬程效率影响随着开启角度的减小迅速增大泵装置出口拍门的开启角度大于时，对水流阻力很小，对扬程效率无显著影响。原型泵主要参数确定转轮直径叶片数导叶片数扬程流量转速叶片安放角效率轴功率配套功率配水泵结构选择水泵结构型式立式导叶体单级轴流泵采用立式结构型式的主要目的是为了减小大型泵站机组的占地面积，般通过联轴器与电机直联传动，且轴向力由装于电机上部的轴承承受，简化泵的结构。水泵进出水流道都采用钢筋混凝土结构。叶轮座和衬圈分别被埋入水泵的混凝土进出水管中，导叶体用螺栓和衬圈固定，叶轮座和导叶体中间按装固定叶轮外壳。为便于装拆，在导叶体和叶轮外壳联结法兰中间加垫铁。这种结构型式，加强了水泵壳体的刚性同时，因水泵进出水流道采用钢筋混凝土结构，节省大量的金属材料，安装维护也较方便。水泵结构水泵结构包括叶轮座叶轮外壳导叶体叶轮泵主轴轴的密封导轴承及密封装置联轴器，现分别叙述。叶轮座叶轮座为整体铸铁件，是泵的支撑部分。在和叶轮外壳联接的法兰上设有梯形槽，安装时嵌入橡胶绳，以利止水，叶轮座下半部分埋入水泵进口的混凝土中。叶轮座的中心位置，可供装拆转轮是，放置油压，千斤顶。导叶体导叶体的作用是使液体旋转运动的动能转变为压力能，同时将液体输送到出水管上去。导叶体为整体铸铁件，中间设下橡胶轴窝，有均匀分布的四片固定导叶。导叶体内装水润滑橡胶导轴承。在导叶体与叶轮外壳的止口处和衬圈联结的法兰上均设有供按装橡胶绳止水的梯形槽。导叶体用螺栓与浇入混凝土内的衬圈联结。叶轮外壳及叶片叶轮外壳是水流通过转轮转换能量的地方。叶轮外壳为球壳体，以便使球形叶片在内做任意调角时，保持叶片间隙不变。考虑到木模制造浇铸工艺和拆装方便，将叶轮外壳分半制造。叶轮体为分半铸钢件，用法兰联接，球面上均匀布置四张叶片。叶片和枢轴分开制作，用螺栓紧固，并有销钉定位，这样，便于加工和安装。材料分别为铸钢和锻钢。螺栓承受转动时的离心力，销钉承受升力引起的水力矩形成的扭转力。泵主轴主轴材料为号锻钢。最小内径计算参照下面章节。因其叶轮固定，采用实心轴。泵轴上端设弹性联轴器与电机轴相连，下端设法兰与叶轮螺母相接。制造安装要求为了便于轴上零件的装拆，将轴做成阶梯状。轴的直径从轴端逐渐向中间增大。可以依次将轴上零件如套筒导轴承轴承盖装拆，推力轴承联轴器从另端装拆。为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的端部应有倒角。轴上磨削的轴段有砂轮越程槽。轴的密封泵轴采用机械密封。机械密封的结构应满足高转速的要求，旋转部分只有由轴套固定的极易平衡的动环，而其他部分带有弹簧密封圈和浮动静环等不易平衡的部分作为密封的静止部分。密封面的宽度应比较窄，以减少由于高速摩擦产生的热量。在此设计中选用公司生产的新型机械密封系列，产品说明该密封系列是单端面的，非平衡型，任意旋向且符合标准的，系列应用广泛,互换性强,结构紧凑推环由传动搭子卡住,防止弹簧脱落性能可靠,广泛应用于石油化工泵中。材料组合密封端面石墨碳化硅碳化钨氧化铝辅助密封丁腈胶氟橡胶乙丙胶硅橡胶金属构件不锈钢运行参数规格压力温度线速度图机械密封轴向窜动量该型机封的驱动方式是用键传递扭矩。带螺纹泵机封主要是用在密封腔内液体需要自循环的工况。导轴承及密封装置水泵导轴承用来承受水泵运转时可能出现的径向力，使机组主轴保持垂直位置。此设计采用滚动轴承及毡圈油封密封，对轴承的磨损小，运转时机组稳定性好。水泵导轴承设计计算导轴承结构轴承体是分半型式，材料，用螺栓合为体。内用螺栓和螺钉固定弹性塑料轴瓦塑料轴瓦基本尺寸的选择润滑槽的尺寸根据水轮机结构及其部件计算书推荐如表表橡胶轴承沟槽尺寸水力机械和金属结构概况连云港市临洪东站位于连云港市北郊处国道北侧。年经淮委批准动工兴建，年停缓建，年经淮委批准续建，年通过工程竣工验收交付使用。临洪东站是治淮工程沂沭泗洪水东调南下主体工程之，承担蔷薇河流域的内涝强排任务，是确保连云港市区及东陇海铁路防洪安全的关键工程。临洪东站备有的专用变电所，站内装备型轴流泵配同步电动机共台套，水泵叶轮直径，电动机功率，设计抽排能力，最大抽排能力，总装机容量。设计抽排水位，设计扬程，排涝标准为五年遇，是目前我国单站装机容量最大的轴流泵站。由于该泵站台机均为上世纪年代末年代初产品，老化陈旧，难以适应地方社会经济发展的需要。年该站已列入国家拉动内需第批泵站改造项目。本次改造将台主水泵主电机和辅助系统全部更新。水利机械泵站设计参数连云港临洪东抽水站为排涝泵站设计总流量，单向运行。泵站运行水位组合及特征扬程见表,表泵站特征水位表单位工况排涝工况位置下游上游最高运行水位设计水位最低运行水位表泵站特征扬程表单位运行工况水位组合净扬程下游侧上游侧排涝最高净扬程注注设计净扬程注注最低净扬程注注下游通入黄海，按海平面水位基本不变考虑。注年遇设计洪水位，为了安全，考虑壅高。注关闸水位下游控制启用水位，为了安全，考虑落差。注年遇高水位，为了安全，考虑壅高。注最低净扬程按平水开机组合。泵型比选泵站设计规范规定机组台数以台为宜。机组台数少，运行调度不灵活机组台数过多，泵房尺寸较大，土建工程量大，机电设备造价较高。但是临洪东泵站是改建泵站，原有机组台套，不在改建计划之内，所以仍取台套机组设计，单机流量为。该泵站原有的泵房不需要改建，保留原有的前后出水池以及进出水流道，型