一种双吸双层双流道叶轮及其设计方法.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CN106837855A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710069184.0(22)申请日2017.02.08(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)发明人罗凯凯王勇刘厚林陈杰李雨严骏(51)Int.Cl.F04D29/22(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图2页(54)发明名称一种双吸双层双流道叶轮及其设计方法(57)摘要本发明提供了一种双吸双层双流道叶轮，其特征在于，双流道叶轮为非对称双吸结构，左右流道呈180°镜像分布，且每个流道为双层叶轮；所述双流道叶轮每个流道对应一个吸入口，且吸入口对称布置在双吸双层双流道叶轮两侧；所述双流道叶轮的流道为上下两层，且靠近该流道吸入口盖板的为第一层流道，远离该流道吸入口盖板的为第二层流道，所述第一层流道和所述第二层流道的轴向宽度不同，且所述第一层流道的周向宽度大于所述第二层流道的周向宽度，且两层流道的外流道的流线方程不同、外流道的进口角不同。本发明可以使其效率和无阻塞性能大大提高，且解决了传统双流道泵轴向力过大的问题，且该双吸双层双流道叶轮在非设计工况点效率大大提高。CN106837855ACN106837855A权利要求书1/4页1.一种双吸双层双流道叶轮，其特征在于，双流道叶轮为非对称双吸结构，左右流道呈180°镜像分布，且每个流道为双层叶轮；所述双流道叶轮每个流道对应一个吸入口，且吸入口对称布置在双吸双层双流道叶轮两侧；所述双流道叶轮的每个流道为两层，且靠近该流道吸入口盖板的为第一层流道(1)，远离该流道吸入口盖板的为第二层流道(2)，所述第一层流道(1)和所述第二层流道(2)的轴向宽度不同，且所述第一层流道(1)的周向宽度大于所述第二层流道(2)的周向宽度，且两层流道的外流道的流线方程不同、外流道的进口角不同。2.根据权利要求1所述的双吸双层双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述双流道叶轮进口直径Dj和出口直径D2，由下面公式计算：其中：D2—泵叶轮出口直径，mm；Dj—泵叶轮进口直径，mm；Q—泵设计流量，m3/h；H—泵设计扬程，m；n—泵转速，r/min；ns—双吸双层双流道泵的比转速，公式为3.根据权利要求1所述的双吸双层双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述第一层流道(1)宽度为b21，所述第二层流道(2)的宽度为b22，由下面公式计算：第一层流道(1)和第二层流道(2)总流道宽度b2的确定：其中：b2＝b21+b22第一层流道(1)的流道宽度b21的确定：第二层流道(2)的流道宽度b22的确定：b22＝b2-b21式中：ns—双吸双层双流道泵的比转速；Dj—泵叶轮进口直径，mm；2CN106837855A权利要求书2/4页b2—叶轮两层流道的总流道宽度，mm；b21—第一层流道(1)的流道宽度，mm；b22—第二层流道(2)的流道宽度，mm；Kb21—系数，取值0.85～1.15。4.根据权利要求1所述的双吸双层双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述双吸双层双流道叶轮前后盖板的圆弧半径，由下面公式计算：第一层流道(1)前盖板圆弧半径R11的确定：第二层流道(2)前盖板圆弧半径R12的确定：后盖板圆弧半径R2的确定：式中：ns—双吸双层双流道泵的比转速；Dj—泵叶轮进口直径，mm；R11—第一层流道(1)前盖板圆弧半径，mm；R12—第二层流道(2)前盖板圆弧半径，mm；R2—后盖板圆弧半径，mm。5.根据权利要求1所述的双吸双层双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述双吸双层双流道叶轮第一层流道(1)外流道(a)和第二层流道(2)外流道(b)的螺旋线，由以下关系式确定：第一层流道(1)外流道(a)的螺旋线方程：第二层流道(2)外流道(b)的螺旋线方程：式中：ra—第一层流道(1)外流道(a)的θa角处所对应的螺旋线半径，mm；rb—第二层流道(2)外流道(b)的θb角处所对应的螺旋线半径，mm；r2—叶轮出口半径，mm；r1—叶轮进口半径，mm；β11—第一层流道(1)外流道(a)进口安放角，度；3CN106837855A权利要求书3/4页β12—第二层流道(2)外流道(b)进口安放角，度；β2—第二层流道(2)外流道(b)出口安放角，度；—第一层流道(1)外流道(a)外流道的包角，度；—第二层流道(2)外流道(b)外流道的包角，度；和关系：θa—第一层流道(1)外流道(a)处给定的不同的角度，度；取值范围：θb—第二层流道(2)外流道(b)处给定的不同的角度，度；取值范围：Ka—第一层流道(1)外流道(a)的系数，公式为：Kb—第二层流道(2)外流道(b)的系数，公式为：6.根据权利要求1所述的双吸双层双流道叶轮的设计