一种高抗汽蚀无过载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CN106547951A(43)申请公布日2017.03.29(21)申请号201610895568.3(22)申请日2016.10.14(71)申请人长沙山水节能研究院有限公司地址410528湖南省长沙市高新开发区麓松路与麓泉路交汇延农综合大楼14楼14-E043号(72)发明人夏仲林(74)专利代理机构长沙市阿凡提知识产权代理有限公司43216代理人谷萍(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法(57)摘要本发明提供了一种高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法，其根据离心泵在设计工况所对应的流量Q、扬程H和转速n的设计要求，设定叶片数Z＝2，叶片出口安放角β2＝2～10°，利用关系式来确定叶轮几何参数，主要包括：叶片进口安放角β1，叶轮进口直径Dj，叶轮出口直径D2，叶片包角θ，叶片出口宽度b2等。采用本发明提供的设计方法得到的离心泵具备真正理想的无过载特性、高抗汽蚀，配套功率低，运行稳定，振动噪音远低于国际标准。CN106547951ACN106547951A权利要求书1/2页1.一种高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法，其根据离心泵在设计工况所对应的流量Q、扬程H和转速n的设计要求，来进行叶轮几何参数的设计，其特征在于，所述叶轮几何参数满足以下关系式：Z＝2；β2＝2～10°；ns*θ＝15000～20000；式中：Z—叶片数；β2—叶片出口安放角，°；Q—设计工况的流量，m3/s；H—设计工况的扬程，m；n—转速，r/min；ns—比转速；Dj—叶轮进口直径，m；D2—叶轮出口直径，m；k0—叶轮进口修正系数，k0＝3.5～5.5；dh—叶轮轮毂直径，m；b2—叶片出口宽度，m；kb2—修正参数，kb2＝1.5～2.3；θ—叶片包角，度，θ＝220～660°，高比转速取小值，低比转速取大值。2.根据权利要求1所述的高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法，其特征在于，所述叶轮几何参数还满足以下关系式：β1＝β′1+(0～5)；式中：β1—叶片进口安放角，°；β′1—液流角，°；u1—点液体的圆周速度，m/s；vu1—点液体的圆周分速度，m/s；2CN106547951A权利要求书2/2页vm1—点液体的轴面速度，m/s。3.根据权利要求2所述的高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法，其特征在于，所述叶轮采用闭式叶轮结构，其包括前盖板、叶片和后盖板，所述叶片位于所述前盖板和所述后盖板之间。4.根据权利要求3所述的高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法，其特征在于，所述高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法还包括：根据所述叶轮几何参数利用对数螺旋线得到所述前盖板和所述后盖板的径向图；结合所述叶轮几何参数及所述前盖板和所述后盖板的径向图，利用三维制图软件绘制所述叶轮的三维造型。5.根据权利要求2所述的高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法，其特征在于，所述叶轮采用半开式或开式叶轮结构，其包括叶片和后盖板。6.根据权利要求5所述的高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法，其特征在于，所述高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法还包括：根据所述叶轮几何参数利用对数螺旋线得到所述后盖板的径向图；结合所述叶轮几何参数及所述后盖板的径向图，利用三维制图软件绘制所述叶轮的三维造型。3CN106547951A说明书1/4页一种高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法技术领域[0001]本发明涉及一种离心泵的设计方法，尤其涉及一种高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法。背景技术[0002]能源对于人类生活水平的提高和国民经济的发展具有重要的意义，它已成为一个国家发展的重要物质基础。随着我国经济的快速发展和全球能源的日益减少，如何节约能源已成为人们越来越关注的问题。目前国内对于泵类产品的需求量很大，每年发电量的20％～25％都会消耗在泵类产品上。离心泵是流体机械中重要的泵类产品，其具有性能适应性高、体积小、结构简单、寿命长、操作方便可靠和维护费用低的优点。而目前，无过载离心泵的设计技术还不够成熟，主要还存在以下几个问题：1、无过载特性不理想，主要表现在最大轴功率远大于额定点轴功率，最大轴功率拐点远离设计流量点，导致配套功率(配套电机或柴油机)大，造成浪费和装机成本高；2、汽蚀性能差，是指在汽蚀状况下出现的无过载，这种状况下运行不稳定，振动、噪音大，降低了叶轮使用寿命和影响了工作环境。[0003]因此，对离心泵的抗汽蚀无过载设计相当有必要。发明内容[0004]本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法。[0005]一种高抗汽蚀无过载离心泵叶轮设计方法，其根据离心泵在设计工况所对应的流量Q、扬程H和转速n的设计要求