一种低比转速离心泵叶轮设计方法.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CN106837854A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201510887389.0(22)申请日2015.12.04(71)申请人上海凯泉泵业（集团）有限公司地址201804上海市嘉定区曹安公路4255号、4287号(72)发明人蒋旭松(74)专利代理机构上海天翔知识产权代理有限公司31224代理人刘粉宝(51)Int.Cl.F04D29/22(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种低比转速离心泵叶轮设计方法(57)摘要本发明涉及一种低比转速离心泵叶轮设计方法，将加大流量设计方法改进为依据叶轮进口直径修正系数、叶轮外径修正系数和出口宽度修正系数进行设计。依据大量统计值，给出不同比转速下，叶轮进口直径修正系数、出口角和包角等参数的经验修正值。该设计方法直接根据设计值设计，而无须按照加大流量法中范围很大的流量放大系数来改变设计值进行设计，同时既适用于比转速30～80的普通低比转速离心泵叶轮，也适用于比转速10～30的超低比转速离心泵叶轮。该方法扩大了低比转速离心泵叶轮的设计范围，并提高了叶轮设计的可靠性。CN106837854ACN106837854A权利要求书1/2页1.一种低比转速离心泵叶轮设计方法，提供了低比转速离心泵叶轮的几何参数设计依据，包括轮毂直径Dh,叶轮进口直径D1，叶轮外径D2，出口宽度b2，叶片出口安放角β2，包角φ，其特征在于，叶轮主要几何参数与泵性能参数之间适合以下关系：K1＝-0.85ln(ns)+8(1)K2＝-10ln(ns)+54(4)0.65Kb2＝0.75(ns/100)(6)0.3b2＝Kb2(Q/n)(7)-0.491.32-1.05β2＝arctan(0.95QHn)(8)式中：K1——叶轮进口直径修正系数；ns——比转速，取值范围为10～80；Dj——叶轮进口当量直径，米；Q——设计流量，米3/秒；n——叶轮转速，转/分；D1——叶轮进口直径，米；Dh——轮毂直径，由叶轮实际结构决定，米；K2——叶轮外径修正系数；D2——叶轮外径，米Kb2——出口宽度修正系数；b2——出口宽度，米；β2——叶片出口安放角，度；H——设计扬程，米；φ——包角，度。2.根据权利要求1所述的比转速离心泵叶轮设计方法，其特征在于：对叶轮进口直径修正系数K1给出修正值：10≤ns≤20，5.6≤K1≤6.0；20＜ns≤30，5.3≤K1＜5.6；30＜ns≤50，4.8≤K1＜5.3；50＜ns≤80，4.3≤K1＜4.8；当依据公式(1)计算得到的叶轮进口直径修正系数K1在给定范围内时，四舍五入保留小数点后一位即可；当K1计算值不在给定范围内时，大于上限值直接取上限值，小于下限值直接取下限值。3.根据权利要求1所述的比转速离心泵叶轮设计方法，其特征在于：对叶片出口安放角β2给出修正值：2CN106837854A权利要求书2/2页10≤ns≤20，35°≤β2≤40°；20＜ns≤30，30°≤β2＜35°；30＜ns≤50，25°≤β2＜30°；50＜ns≤80，20°≤β2＜25°；当依据公式(8)计算得到的叶片出口安放角β2在给定范围内时，四舍五入保留整数即可；当叶片出口安放角β2计算值不在给定范围内时，大于上限值直接取上限值，小于下限值直接取下限值。4.根据权利要求1所述的比转速离心泵叶轮设计方法，其特征在于：对包角φ给出修正值：10≤ns≤20，180°≤φ≤200°；20＜ns≤30，160°≤φ＜180°；30＜ns≤50，135°≤φ＜160°；50＜ns≤80，110°≤φ＜135°；当依据公式(9)计算得到的包角φ在给定范围内时，四舍五入保留整数即可；当包角φ计算值不在给定范围内时，大于上限值直接取上限值，小于下限值直接取下限值。5.根据权利要求1所述的比转速离心泵叶轮设计方法，其特征在于：考虑到工艺限制，出口宽度b2最小值取4mm。6.根据权利要求1所述的比转速离心泵叶轮设计方法，其特征在于：叶轮叶片数为4～6片，比转速ns小者取大值。3CN106837854A说明书1/5页一种低比转速离心泵叶轮设计方法技术领域[0001]本发明涉及一种离心泵叶轮设计方法，具体涉及一种低比转速离心泵叶轮设计方法。背景技术[0002]广义的低比转速离心泵，既包括比转速30～80的普通低比转速离心泵，也包括比转速10～30的超低比转速离心泵。叶轮是离心泵设计的核心，国内外学者对低比转速离心泵叶轮提出了多种设计方法，如加大流量法，无过载设计理论，短叶片偏置设计等。这些设计方法或多或少透露出一个信息，传统离心泵设计方法不适合低比转速离心泵设计。叶轮设计是离心泵设计的核心部分，一些非常规的低