CN103557180B - 一种带有长短叶片的旋流泵叶轮设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有长短叶片的旋流泵叶轮的设计方法,通过确定旋流泵叶轮主要几何参数的公式,如进口直径、叶轮长叶片数、叶轮出口宽度、叶轮长短叶片比值范围等,来进行叶轮设计。所设计的叶轮为半开式叶轮,长短叶片相间排列,3个长叶片与3个短叶片均匀分布,本发明同时通过加大蜗壳喉部面积进行水力设计,使输送的固体介质更易通过,防止堵塞现象,同时使旋流泵内部循环流损失减少,从而提高旋流泵的效率,经实践应用,具有良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种带长短叶片的旋流泵叶轮设计方法,特别涉及一种带有3长叶片+3短叶片的旋流泵叶轮设计方法。
背景技术
随着工农业日益迅猛的发展,产生大量需要输送固液两相的场所,旋流泵的叶轮退缩至泵壳后腔,在输送一些含固量高的介质时,不但可以大大提高固体颗粒的通过性,而且结构简单、运行更加稳定,因此被人们日益重视起来。旋流泵内部流动十分复杂,叶片缩回到泵体的叶腔内旋转,把输送的介质一部分变成内腔旋转运动,旋转液体带动外腔流体旋转,从泵出口流出,这部分流动介质称为贯通流,还有一部分没有从出口流出的流体继续在内腔旋转,称为循环流,由叶腔内的旋转液带动无叶腔的流体旋转,不是叶片直接推动无叶腔流体旋转,而是靠传递动能,从而降低了流体的扬程,由于循环流的存在,降低了泵效率。旋流泵的效率基本在60%以下,造成能源的严重浪费。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种带有3长叶片+3短叶片的旋流泵叶轮设计方法。通过改善叶轮几个重要设计参数,采用长短叶片的结构,来提高旋流泵的水力性能和可靠性。
实现上述目的所采用的技术方案是:
旋流泵叶轮的主要结构参数由以下计算方法得到:
(1)叶轮出口直径D2的确定
式中:
D2—叶轮出口直径,m;
H—设计扬程,m;
n—转速,r/min;
ns—设计工况的比转速,取80~160;
Q—设计流量,m3/s;
(2)叶轮出口宽度b2
式中:
D2—叶轮出口直径,m;
ns—设计工况的比转速,取80~160;
(3)叶轮进口直径D1
式中:
D1—叶轮进口直径,m;
K0—叶轮进口系数,取1.02~1.18;
Q—设计流量,m3/s;
n—转速,r/min;
d—轮毂比,取0.2~0.45;
Dh—轮毂直径,m;
(4)长叶片长度L1与短叶片长度L2的比值的选取
(5)蜗壳喉部面积F
式中:
Kvt—速度系数;
H—设计扬程,m;
根据以上步骤,我们可以得到一种带有长短叶片的旋流泵叶轮设计方法。
通过上述计算方法确定叶轮主要几何参数包括叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2、叶轮进口直径D1等,同时配合加大蜗壳喉部面积的选取及3长叶片+3短叶片形式,可以有效改善旋流泵贯通流,使输送介质更易通过,同时使旋流泵循环流损失减少,因而可以提高泵的效率。
本发明的有益效果是:通过以上设计方法设计出的叶轮,具有良好的水力性能,同时3长+3短叶片的形式,在保障旋流泵正常工作的前提下,可以有效减少泵腔内循环流的能量损失,加大蜗壳喉部面积可以提高输送固体介质的通过率,提升旋流泵的效率,在实践中产生良好的经济效益。
附图说明
图1是实施例的叶轮叶片图
图2是本发明一个实施例的叶轮轴面投影图
图中:1.长叶片,2.短叶片,3.轮毂,4.叶轮出口直径D2,5.叶轮后盖板,6.叶轮出口宽度b2。
具体实施方式
图1和图2共同确定了这个实施例的叶轮形状。它具有叶轮后盖板(5),是一种半开式叶轮,且叶片为3长叶片+3短叶片,长短叶片相间均匀分布,本实施例在实践中能够有效改善泵内部流动情况,提高旋流泵的水力性能和可靠性。本发明利用以下几个关系式来确定叶轮的主要几何参数,主要包括:(4)叶轮出口直径D2,(6)叶轮出口宽度b2,叶轮进口直径D1,长叶片长度L1与短叶片长度L2的比值。同时配合加大蜗壳喉部面积,使输送的固体介质更易通过,防止堵塞现象,同时使旋流泵内部循环流损失减少,从而提高旋流泵的效率。
关系式如下:
本发明通过控制叶轮几个重要参数来进行水力设计,3长叶片+3短叶片相间分布的结构可以有效增加贯通流流动,减少泵壳内的循环流损失,同时配合加大喉部面积,避免旋流泵堵塞,使泵的效率得到提高,具有良好的经济效益。
以上,为本发明专利参照的实施例做出的具体说明,但是本发明并不限于上述实施例,也包含本发明构思范围内的其他实施例或变形例。
Claims (4)
1.一种带有长短叶片的旋流泵叶轮设计方法,它根据旋流泵设计扬程H、设计流量Q、转速n来设计旋流泵叶轮叶片的几何参数,其特征在于:叶轮结构包括3个长叶片、3个短叶片、轮毂、后盖板,通过确定旋流泵叶轮几个重要参数公式进行叶轮水力设计,旋流泵主要的叶轮几何参数,包括叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2、叶轮进口直径D1,与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系:
式中:
D2—叶轮出口直径,m;
H—设计扬程,m;
Q—设计流量,m3/s;
n—转速,r/min;
ns—设计工况的比转速,取80~160之间;
D1—叶轮进口直径,m;
K0—叶轮进口系数,取1.02~1.18;
b2—叶轮出口宽度,m;
d—轮毂比,取0.2~0.45;
Dh—轮毂直径,m。
2.如权利要求1所述的一种带有长短叶片的旋流泵叶轮设计方法,其特征在于:叶轮为半开式叶轮,3个长叶片与3个短叶片相间排列且均匀分布在叶轮后盖板上。
3.如权利要求1所述的一种带有长短叶片的旋流泵叶轮设计方法,其特征在于:短叶片长度L2与长叶片长度L1比值为
4.如权利要求1所述的一种带有长短叶片的旋流泵叶轮设计方法,其特征在于:采用加大蜗壳喉部面积设计法,使输送介质更易通过,避免堵塞出口,提高旋流泵效率和可靠性,喉部面积满足以下要求:
式中:
—速度系数;
H—设计扬程,m。
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