一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109882446A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910019769.0(22)申请日2019.01.09(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人张金凤蔡海坤袁寿其陈圣波徐捷李亚林(51)Int.Cl.F04D29/24(2006.01)F04D29/66(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法(57)摘要本发明提供了一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，在叶轮平面投影图上，采用进出口偏置方法在相邻长叶片间流道中的圆弧上得到分流叶片进出口端点；根据叶轮中心与分流叶片进出口端点确定圆心，并作圆弧连接分流叶片进出口端点得到分流叶片压力面型线；通过打点法加厚压力面型线得到分流叶片吸力面型线，闭合两型线得到分流叶片初步造型；对分流叶片进出口压力面进行修缘；本发明可有效提高叶轮内部流动稳定性，并显著改善非设计工况下的叶轮出口流场分布，降低叶轮内部的流动损失，同时减小叶轮与蜗壳间动静干涉引起的压力脉动，在不提高成本的情况下，提高了低比速离心泵的工作性能。CN109882446ACN109882446A权利要求书1/1页1.一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，其特征在于，包括：A、采用进出口偏置方法在相邻长叶片间流道中的圆弧上得到分流叶片进出口端点，根据叶轮中心与分流叶片进出口端点确定圆心，并作圆弧连接分流叶片进出口端点，得到分流叶片压力面型线；B、通过打点法加厚压力面型线得到分流叶片吸力面型线，闭合分流叶片压力面型线和分流叶片吸力面型线得到分流叶片初步造型；C、对分流叶片进出口压力面进行修缘。2.根据权利要求1所述的低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，其特征在于，所述步骤A具体为：先在叶轮平面图上，以叶轮中心为圆心O，作直径D1＝0.6～0.7D的圆，其中D为叶轮出口直径，该圆与叶轮出口基圆在两相邻长叶片间流道划过的圆弧分别为S1、S2；在偏向长叶片吸力面处分别取0.4S1、0.4S2圆弧，截点分别为M1、M2，再以O为圆心将M2点向长叶片吸力面偏5°～8°得到M3点，M1点为进口端点，M3点为出口端点，连接M1点和M3点得到直线M1M，过圆心O作与直线M1M3平形的直线，且与直线M1M3的垂直平分线交于O1，再以O1为圆心作圆弧连接M1点与M3点，得到分流叶片压力面型线。3.根据权利要求1所述的低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，其特征在于，所述步骤B具体为：从分流叶片压力面型线的进口端至出口端，径向厚度由2.6mm逐渐增至4mm，加厚得到分流叶片吸力面型线，然后以叶轮中心为圆心作过两条型线出口端点的圆弧，并连接两条型线的进口端点，使两条型线闭合形成分流叶片的初步造型线。4.根据权利要求1所述的低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，其特征在于，所述步骤C具体为：C1、采用圆弧对分流叶片进口压力面进行修缘，将进口厚度修削为原来的1/2，并对进口端进行圆弧过渡处理；C2、以吸力面型线出口端为顶点，采用圆弧对分流叶片出口压力面进行修缘，使得压力面型线与吸力面型线相交于出口端点。5.根据权利要求4所述的低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，其特征在于，所述步骤C2具体为：首先以分流叶片吸力面出口端点为起点作分流叶片吸力面型线的切线，然后以分流叶片吸力面型线出口端点为起点作一条偏向分流叶片压力面，且与所述切线呈一定角度的引线，设定该角度为切削角，再以所述引线与分流叶片压力面为相切基准，作大圆弧对分流叶片出口压力面进行修缘。6.根据权利要求5所述的低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，其特征在于，分流叶片出口压力面修缘的最大修削角为所述分流叶片吸力面型线以其出口端点为起点的切线与该分流叶片两侧出口端点连线的夹角；采用CFD技术对经过不同角度修缘的分流叶片进行数值模拟，得到低比速离心泵的内部流场与性能参数，确定分流叶片出口压力面修缘的最优修削角θ取为2CN109882446A说明书1/5页一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法技术领域[0001]本发明涉及离心泵叶轮设计领域，尤其涉及一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法。背景技术[0002]随着我国经济转型升级，节能研究日益受到重视。泵属于“电机系统节能工程”中关键设备之一，是除电机外应用最为广泛的通用机械。据统计，世界电能消耗近20％与泵有关，因此对泵产品节能的研究非常有必要。[0003]叶片式离心泵是泵类型中应用最为广泛的一种，其中低比速离心泵被广泛应用于农业排灌、城市供水、消防、石油、化工等诸多领域。低比速离心泵叶轮的叶片由长短叶片组成，短叶片即分流叶片布置在相邻两个长叶片之间。分流