离心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*CN103016395A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103016395A(43)申请公布日2013.04.03(21)申请号201210528183.5(22)申请日2012.12.11(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市学府路301号(72)发明人朱荣生付强袁寿其龙云蒋旭松习毅(51)Int.Cl.F04D29/22(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书66页页附图附图11页(54)发明名称离心泵叶轮不等扬程水力设计方法(57)摘要本发明涉及一种离心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，以满足离心泵叶轮设计要求。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，提高离心泵的扬程和效率。因此，可减少选配电机的容量，减少投资、节约能源。CN103695ACN103016395A权利要求书1/2页1.离心泵叶轮不等扬程水利设计方法，根据对离心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，以满足离心泵叶轮设计要求。Hta＞Htb(6)Htc＝0.5(Hta+Htb)(7)约束条件：15°＜β2＜40°(8)30°＜β1＜40°(12)式中：μ——滑移系数；ψ——扬程系数；Kml——修正系数；δ——系数，δ＝1.473φ2.16；φ——几何参数；2CN103016395A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；β1、β2——叶轮叶片进、出口安放角；n——转速，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所述的离心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15°～40°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所述的离心泵叶轮不等扬程设计方法，其特征是：叶轮叶片进口安放角β1按最优效率点无脱流，在30°～40°之间调整。3CN103016395A说明书1/6页离心泵叶轮不等扬程水力设计方法所属技术领域[0001]本发明涉及一种离心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离心泵叶轮不等扬程水力设计方法。背景技术[0002]目前，公知的离心泵叶轮设计均采用速度系数法，这种方法是按使用场合提出的某一个工况点进行叶轮几何参数的设计，该方法确定叶轮主要几何参数公式如下：[0003]基本设计参数：3[0004]设计流量QBEP(m/s)[0005]设计扬程HBEP(m)[0006]额定转速n(r/min)[0007]比转数[0008]叶轮外径[0009]叶轮出口宽度[0010]式中D2——叶轮叶片外圆直径，米；[0011]b2——叶轮叶片出口宽度，米；[0012]n——转速，转/分；3[0013]QBEP——最优效率工况点流量，米/秒；[0014]HBEP——最优效率工况点扬程，米；[0015]KD2——叶轮叶片外圆直径系数；[0016]Kb2——叶轮叶片外圆宽度系数。[0017]在离心泵主要设计方法和设计理论中，相似换算法和速度系数法是应用最为广泛的，尤其是相似换算法应用得最为普遍。应用相似换算法设计结果的质量在很大程度上要依赖优秀水力模型的技术水平，若没有合适的优秀水力模型，将无法开展新产品的设计。依靠传统的计算方法还不能十分准确地计算出离心泵的性能参数大小，新产品必须要进行型式试验，以检测新产品的运行可靠性和实际性能参数的大小，传统的设计方法对进一步提高技术水平是不利的，与社会经济发展的需求是不相称的，总体来说，传统的设计方法已经不能完全满足泵行业技术发展的需求。[0018]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4CN103016395A说明书2/6页在某种程度上修正减功系数，但此时的