一种单吸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CN105673555A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610010183.4(22)申请日2016.01.07(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)发明人王秀礼王学吉卢永刚王洋朱荣生(51)Int.Cl.F04D29/22(2006.01)权利要求书4页说明书6页附图2页(54)发明名称一种单吸双流道叶轮及其设计方法(57)摘要本发明涉及一种单吸双流道叶轮及其设计方法，特别涉及一种离心式单吸双流道叶轮水力设计方法。本发明通过公式确定了内叶轮进口直径Dj1、外叶轮进口直径Dj2、内叶轮叶片长度L1、外叶轮叶片长度L2、内叶轮进口叶片偏角θ11、外叶轮进口叶片偏角θ21、内叶轮出口叶片偏角θ12、外叶轮出口叶片偏角θ22、叶轮进口边曲率ρ1、叶轮出口边曲率ρ2等叶轮的重要设计参数。经生产实践检验，本发明极大地提高了单吸双流道叶轮泵的设计效率和设计水准，降低了设计成本和风险，根据本发明设计生产的单吸双流道叶轮泵具有良好的使用性能和较高的经济效益。CN105673555ACN105673555A权利要求书1/4页1.一种单吸双流道叶轮，其特征在于，所述单吸双流道叶轮由一个外叶轮和一个内叶轮组成，其中外叶轮为闭式叶轮，内叶轮为开式叶轮，外叶轮和内叶轮之间通过盖板连接。2.根据权利要求1所述的一种单吸双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述单吸双流道叶轮的内叶轮进口直径Dj1、外叶轮进口直径Dj2，由以下公式获得：式中：Dj1—内叶轮进口直径，米；Dj2—外叶轮进口直径，米；Mn—轴扭矩，牛顿·米；Q—设计工况的流量，米3/秒；[τ]—材料的许用切应力，帕；n—转速，转/分；K1—内叶轮速度系数；K2—外叶轮速度系数。3.根据权利要求1所述的一种单吸双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述单吸双流道叶轮的内叶轮叶片长度L1，外叶轮叶片长度L2，设计公式如下：式中：L1—内叶轮叶片长度，米；L2—外叶轮叶片长度，米；Q—设计工况的流量，米3/秒；n—转速，转/分；nS—比转速；KD2—叶轮出口直径修正系数，KD2＝1.022～1.175；KDj—叶轮进口直径修正系数，KDj＝0.7～1.0。4.根据权利要求1所述的一种单吸双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述单吸双流道叶轮的内叶轮进口叶片偏角θ11，外叶轮进口叶片偏角θ21，设计公式如下：(1)当10<ns<80时，θ11＝90°；θ21＝90°；(2)当80<ns<150时，2CN105673555A权利要求书2/4页(3)当150<ns<300时，式中：θ11—内叶轮进口叶片偏角，度；θ21—外叶轮进口叶片偏角，度；ns—比转数。5.根据权利要求1所述的一种单吸双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述单吸双流道叶轮的内叶轮出口叶片偏角θ12，外叶轮出口叶片偏角θ22，设计公式如下：(1)当10<ns<80时，θ12＝90°；θ22＝90°；(2)当80<ns<150时，(3)当150<ns<300时，式中：nS—比转速；θ12—内叶轮出口叶片偏角，度；θ22—外叶轮出口叶片偏角，度。6.根据权利要求1所述的一种单吸双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述单吸双流道叶轮的叶轮进口边曲率ρ1，叶轮出口边曲率ρ2，设计公式如下：(1)当10<ns<80时，ρ1＝0；ρ2＝0；(2)当80<ns<150时，ρ2＝0.002021-0.0006062cos(0.02055ns)+0.0002749sin(0.02055ns)；(3)当150<ns<300时，3CN105673555A权利要求书3/4页-0.4126ρ1＝0.01809ns；式中：nS—比转速；-1ρ1—叶轮进口边曲率，米；-1ρ2—叶轮出口边曲率，米。7.根据权利要求1所述的一种单吸双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述单吸双流道叶轮的内叶轮与后盖板间的圆弧半径R,设计公式如下：式中：nS—比转速；R—内叶轮与后盖板间的圆弧半径，米。8.根据权利要求1所述的一种单吸双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述单吸双流道叶轮的内叶轮速度系数K1，设计公式如下：(1)主要考虑效率(2)兼顾效率和汽蚀K1＝60.96sin(0.006227ns+0.4195)+56.73sin(0.006486ns+3.518)(3)主要考虑汽蚀式中：nS—比转速；K1—内叶轮速度系数。9.根据权利要求1所述的一种单吸双流道叶轮的设计方法，其特征在于，所述单吸双流道叶轮的外叶轮速度系数K2，设计公式如下：(1)主要考虑效率(2)兼顾效率和汽蚀K2＝80.47sin(0.006227ns+0.4195)+74.88sin(0.