螺旋泵叶轮不等扬程水力设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103075361A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103075361103075361A(43)申请公布日2013.05.01(21)申请号201310013070.6(22)申请日2013.01.15(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号流体中心(72)发明人朱荣生龙云王秀礼付强(51)Int.Cl.F04D29/18(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图2页附图2页(54)发明名称螺旋泵叶轮不等扬程水力设计方法(57)摘要本发明涉及一种螺旋泵叶轮不等扬程水力设计方法。其特征是在叶片出口的前、后盖板的无限叶片理论扬程不等时，叶轮出口前盖板有限叶片理论扬程大于后盖板有限叶片理论扬程，有限叶片理论中流线扬程等于前后盖板扬程的平均值，并通过一定的约束条件来调节叶轮主要几何参数，以满足螺旋泵叶轮设计要求。用本发明设计的叶轮能够获得更优越的叶轮出口流动情况，提高螺旋泵的扬程和效率。因此，可减少选配电机的容量，减少投资、节约能源。CN103075361ACN103756ACN103075361A权利要求书1/2页1.螺旋泵叶轮不等扬程水力设计方法，根据对螺旋泵性能满足最优效率工况的流量QBEP，最优效率工况的扬程HBEP，叶轮转速n的要求。其特征是在叶片出口的前、后盖板的无限叶片理论扬程不等时，叶轮出口前盖板有限叶片理论扬程大于后盖板有限叶片理论扬程，有限叶片理论中流线扬程等于前后盖板扬程的平均值，并通过以下公式和约束条件来调节叶轮主要几何参数，以满足螺旋泵叶轮设计要求。Hta＞Htb(6)Htc＝0.5(Hta+Htb)(7)约束条件：β2＝5°～25°(8)α2＝15°～65°(12)式中：μ——滑移系数；ψ——扬程系数；Km1——修正系数；δ——系数，δ＝1.473φ2.16；φ——几何参数；2CN103075361A权利要求书2/2页LR——叶片弦长，b1、b2——叶轮进、出口宽度；D1、D2——叶轮进、出口直径；β2——叶轮叶片出口安放角；α2——出口边倾斜角；n速，转/分；Q——设计工况点流量，米3/秒；H——设计工况点扬程，米。2.如权利要求1所述的螺旋泵叶轮不等扬程设计方法，其特征是：根据设计要求所要达到的性能曲线形状，将β2在5°～25°之间调整，当曲线陡降时β2取小值，当曲线平坦时β2取大值。3.如权利要求1所述的螺旋泵叶轮不等扬程设计方法，其特征是：叶轮包角ψ＝150°～700°，常用540°，双叶片应取小值。3CN103075361A说明书1/7页螺旋泵叶轮不等扬程水力设计方法所属技术领域[0001]本发明涉及一种螺旋泵叶轮不等扬程水力设计方法，特别涉及一种叶片出口的前、后盖板的无限叶片理论扬程不等时，叶轮出口前盖板有限叶片理论扬程大于后盖板有限叶片理论扬程的螺旋泵叶轮不等扬程水力设计方法。背景技术[0002]螺旋泵是一种具有极好地无堵塞、无缠绕与损伤少的新型杂质泵。主要应用于冶金、矿山、煤炭、电力、石化、食品、造纸等工业部门以及污水处理、港口河道疏浚等行业。它的工作原理：流体在高速旋转的叶轮作用下被吸入泵腔，叶轮由螺旋段和离心段两部分组成，螺旋部分提供一个正向的位移推力，此力在轴向的延伸处形成一种弯转的分力，使人口处的水流沿着叶轮的切线方向而不是与叶轮成直角作用下被吸人泵腔，螺旋部分提供一个正向的位移而不是与叶轮成直角或某一角度进入泵体。螺旋部分的轴向推力使水流平稳前进，直至离心部分，再由离心部分推送水流从出口排出。[0003]为了使螺旋泵能够在复杂的工况下运行而不发生缠绕和堵塞，需采用螺旋型叶片，且为保证其过流能力，叶片数不能过多，通常叶轮的叶片包角大，叶轮流道由单(双)叶片形成，流道较大，加上进口导向和螺旋推进作用，使得这种泵的通过性能很好，可以输送含大颗粒及纤维物质的液体，输送的浓度比其它型式无堵塞泵高。固液两相流体在这种泵中逐渐向前推进，流动方向无突然变化，因而流动平稳，对输送物料的破坏性小。螺旋离心泵叶轮的叶片前伸到泵壳吸入口中，大大提高了泵的抗汽蚀性能，泵的吸入性能好，因而能输送较高粘性的液体。这就要求我们设计的叶轮，既能改善流动情况，又不至于影响轴流泵的扬程和效率。[0004]螺旋泵叶轮轴面投影形状除转弯处曲率半径稍大外和一般离心泵相同。[0005]传统方法预先假定，为了避免有害的流动，对叶轮内所有的流线来说，理论扬程应为同一数值。同时认为，在整个出口边上出口安放角的值保持不变。每一条流线的静矩不相同，由此可以得出，修正系数也是变化的，每一条流线的速度也不同，也就是说，出口边对转轴而言，并不是如假设那样平行的。改变给定流线的静矩，也就是改变流线的长度，可以在