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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103352868A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103352868103352868A(43)申请公布日2013.10.16(21)申请号201310293684.4(22)申请日2013.07.12(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人燕浩(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人张火春(51)Int.Cl.F04D29/22(2006.01)F04D29/24(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图4页附图4页(54)发明名称离心泵叶轮水力设计方法及设计的离心泵叶轮(57)摘要本发明提供了一种离心泵叶轮水力设计方法及设计的离心泵叶轮,本发明方法将离心泵叶轮内部总能量扬程分解为离心力做功和升力做功,基于离心泵叶轮内部总能量守恒和动量守恒确定离心泵叶轮的外形几何参数,基于升力做功设计离心泵叶轮叶片内部特征参数。本发明可有效提高离心泵叶轮叶片的升力做功,进而提高离心泵水力效率。CN103352868ACN1035286ACN103352868A权利要求书1/1页1.一种离心泵叶轮水力设计方法,其特征在于:将离心泵叶轮内部总能量扬程分解为离心力做功和升力做功,基于离心泵叶轮内部总能量守恒和动量守恒确定离心泵叶轮的外形几何参数,基于升力做功设计离心泵叶轮叶片内部特征参数。2.如权利要求1所述的离心泵叶轮水力设计方法,其特征在于:所述的基于升力做功设计离心泵叶轮叶片内部特征参数具体为:基于升力系数和升力做功方程设计离心泵叶轮叶片内部特征参数,所述的离心泵叶轮叶片内部特征参数包括叶片上下表面间的最大距离ymax、叶片的翼型起点到翼型最大厚度间的距离l、叶片的翼型弦长L、叶片攻角α0和叶片翼型滑翔角λ。3.如权利要求2所述的离心泵叶轮水力设计方法,其特征在于:所述的升力系数其中,k1和k2为无量纲系数,k1=1.0~10.0,k2=0.01~1.0;ymax为叶片上下表面间的最大距离;L为叶片的翼型弦长;α0为叶片攻角。4.一种离心泵叶轮,包括叶片,其特征在于:所述的叶片的内部特征参数符合以下条件:叶片上下表面间的最大距离ymax为:4.0mm≤ymax≤15.0mm,且无量纲的攻度为:其中,l为叶片的翼型起点到翼型最大厚度间的距离,L为叶片的翼型弦长;叶片攻角α0为:0°≤α0≤20°;叶片滑翔角λ为:0°≤λ≤15°。5.如权利要求4所述的离心泵叶轮,其特征在于:所述的叶轮为闭式叶轮或半开叶轮。6.如权利要求5所述的离心泵叶片,其特征在于:所述的叶片为直叶片或扭曲叶片。7.如权利要求6所述的离心泵叶片,其特征在于:所述的叶片包括长叶片和/或短叶片。2CN103352868A说明书1/6页离心泵叶轮水力设计方法及设计的离心泵叶轮技术领域[0001]本发明涉及离心泵水力设计领域,尤其涉及一种离心泵叶轮水力设计方法及设计的离心泵叶轮。背景技术[0002]离心泵是通用机械中应用广泛的产品,应用于城市污水处理、农田水利建设、石化、电力、船舶等领域。传统离心泵水力设计方法主要有速度系数法、相似模型换算法、加大流量法等,上述水力设计方法的本质均是将泵内总力作为整体,并基于动量方程和能量方程进行设计,泵内单位时间内总力矩的变化等于动力设备消耗的机械功率,没有分离叶片泵内部各分力做功。离心泵内部离心力和升力做功是影响离心泵水力效率的关键性因素,传统离心泵水力设计方法并没有把泵内总力矩进行分解,即当离心泵叶轮几何参数(包括叶轮进口直径D1、叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2、叶轮进口安放角β1、叶轮出口安放角β2和叶片数Z)一定情况下,会限制离心泵效率的进一步提升。发明内容[0003]本发明的目的是在离心泵叶轮几何参数一定的情况下,提出了一种可进一步提高其水力效率的离心泵叶轮水力设计方法及设计的离心泵叶轮。[0004]为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:[0005]一种离心泵叶轮水力设计方法,其特点是:[0006]将离心泵叶轮内部总能量扬程分解为离心力做功和升力做功,基于离心泵叶轮内部总能量守恒和动量守恒确定离心泵叶轮的外形几何参数,基于升力做功设计离心泵叶轮叶片内部特征参数。[0007]上述基于升力做功设计离心泵叶轮叶片内部特征参数具体为:[0008]基于升力系数和升力做功方程设计离心泵叶轮叶片内部特征参数,所述的离心泵叶轮叶片内部特征参数包括叶片上下表面间的最大距离ymax、叶片的翼型起点到翼型最大厚度间的距离l、叶片的翼型弦长L、叶片攻角α0和叶片翼型滑翔角λ。[0009]所述的升力系数其中,k1和k2为无量纲系数,k1=1.0~10.0,k2=0.01~