CN103742417A - 一种高效大过流旋流泵水力设计方法 - Google Patents

一种高效大过流旋流泵水力设计方法 Download PDF

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陈宗良
付强
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Xuzhou Fengyuan Pumps Co., Ltd.
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Jiangsu University
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Abstract

本发明涉及一种高效大过流旋流泵的水力设计方法，特别是涉及一种旋流泵叶轮和涡室的水力设计方法。它给出了无叶腔宽度、无叶腔进口直径、叶片数、叶片包角、叶片进口角和叶片出口角的设计公式。根据本设计方法设计的旋流泵能很好保证旋流泵的无堵塞性，在水力损失最小的情况下获得理想的扬程、效率及运行稳定性。

Description

一种高效大过流旋流泵水力设计方法
技术领域
     本发明涉及一种高效大过流旋流泵水力设计方法，特别是涉及一种旋流泵叶轮和涡室的水力设计方法。
背景技术
     在国外污水污物潜水电泵的应用有扩展的趋势，许多场合取代了清水潜水泵。结构上旋流泵叶轮退缩至无叶腔后室，且叶片多采用直叶片形式。独特的结构使其大颗粒和长纤维污物时具有不堵塞性，故也称其为无堵塞泵。由于其内部同时存在贯通流和循环流，造成很大的水力损失。故其最大缺点是泵效率偏低，一般                                               ≤50%。而叶轮和涡室是影响旋流泵性能的核心部件，因此，设计流泵叶轮和涡室的时候，应尽量改善泵内流动状况，提高旋流泵的效率、扬程以及运行可靠性。
发明内容
     为解决上述问题，本发明提供了一种高效大过流旋流泵的水力设计方法。通过改变旋流泵叶轮和涡室几个重要设计参数的确定方法并采用扭曲叶片，从而改善旋流泵内部流动状况，提高旋流泵的效率、扬程以及运行可靠性。
     实现上述目的所采用的设计方法：
     1.叶轮外径
           叶轮外径的计算公式
           
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE004
           式中，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE006
—叶轮外径，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE008
；
                 
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE010
—外径系数，取
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE012
=0.2061+0.00176
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE014
(同步转速
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE016
)
                        =0.5718-0.000678
Figure 891791DEST_PATH_IMAGE014
（同步转速
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE018
以下）   ；
                 
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE020
—重力加速度，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE022
；
                 
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE024
—水泵扬程，；
                 —水泵转速，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE030
；
          2.叶片出口宽度
           叶片出口宽度计算公式
           
          式中，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE034
—叶片出口宽度,
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE036
；
               
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE038
—叶片出口宽度系数，取
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE040
（同步转速
Figure 796989DEST_PATH_IMAGE016
）
               
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE042
（同步转速
Figure 971487DEST_PATH_IMAGE018
以下）；
                
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE044
—旋流泵流量，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE046
；
                
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE048
—比转速；
         3.无叶腔宽度
          无叶腔宽度计算公式
           
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE050
          
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE052
         式中，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE054
—无叶腔宽度，
Figure 192865DEST_PATH_IMAGE036
；
                —叶片出口宽度,
Figure 53560DEST_PATH_IMAGE036
；
        4.无叶腔进口直径
         无叶腔进口直径计算公式
         
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE056
         式中，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE058
—旋流泵进口直径，
Figure 449775DEST_PATH_IMAGE036
；
               
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE060
—叶轮外径，
Figure 976309DEST_PATH_IMAGE036
；
        5.叶片数
                  
         式中，Z—叶片数；
        6.叶片包角         
          
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE064
          式中，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE066
—叶片包角，
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE068
；   
         7.叶片进口角
           由实际测量数据统计后确定叶片进口角计算公式
           
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE070
          
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE072
          
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE074
            
          
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE076
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE078
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE080
取等差角度
           式中，  
Figure 404230DEST_PATH_IMAGE076
—
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE082
流线叶片进口角，；
                   
Figure 257840DEST_PATH_IMAGE078
—
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE084
流线叶片进口角，；
                  
Figure 109307DEST_PATH_IMAGE080
—
Figure 2013107443307100002DEST_PATH_IMAGE086
流线叶片进口角，；
        8.叶片出口角
          由实际测量数据统计后确定叶片出口角计算公式
          
           式中， 
Figure DEST_PATH_IMAGE090
—叶片出口角，
Figure 604803DEST_PATH_IMAGE068
。
    本发明的有益效果是：根据本设计方法所设计的旋流泵叶轮和涡室能够改善泵内流动状况，提高旋流泵的效率、扬程以及运行可靠性。
附图说明
   图1是本发明一个实施例的叶轮和涡室轴面投影图。
   图2 是同一个实施例的叶轮叶片图。
   图中：1.无叶腔宽度，2.无叶腔进口直径，3.叶片包角4.叶片出口角。
具体实施方式
   图1和图2共同确定了旋流泵的叶轮和涡室的形状。它能够改善泵内流动状况，提高旋流泵的效率、扬程以及运行可靠性。本发明通过以下几个关系式来确定无叶腔宽度(1)、无叶腔进口直径(2)、叶片包角（3）、叶片出口角（4）和叶片数。
          确定无叶腔宽度     
Figure 223872DEST_PATH_IMAGE050
                             
Figure DEST_PATH_IMAGE092
；
          确定无叶腔进口直径 
Figure DEST_PATH_IMAGE094
；
          确定叶片数         
Figure DEST_PATH_IMAGE096
          确定叶片包角       
Figure DEST_PATH_IMAGE098
          确定叶片进口角    
Figure DEST_PATH_IMAGE100
                           
Figure 127850DEST_PATH_IMAGE072
                         
Figure 924904DEST_PATH_IMAGE074
  
                        
Figure DEST_PATH_IMAGE102
取等差角度
        确定叶片出口角  
Figure 200137DEST_PATH_IMAGE088
。

Claims (1)

1.一种高效大过流旋流泵水力设计方法，其特征在于，通过改变旋流泵叶轮和涡室参数的确定方法并采用扭曲叶片，改善旋流泵内部流动状况，提高旋流泵的效率、扬程以及运行可靠性，具体参数确定为：
     A）叶轮外径
                                                          
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE002
           式中，
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE004
—叶轮外径，
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE006
；
                 —外径系数，取=0.2061+0.00176
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE012
(同步转速
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE014
)
                        
Figure 957299DEST_PATH_IMAGE010
=0.5718-0.000678
Figure 480684DEST_PATH_IMAGE012
（同步转速
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE016
以下）   ；
                 —重力加速度，
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE020
；
                 —水泵扬程，
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE024
；
                 
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE026
—水泵转速，
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE028
；
          B）叶片出口宽度
           
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE030
          式中，
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE032
—叶片出口宽度,；
          
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE036
—叶片出口宽度系数，取
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE038
（同步转速）
          
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE040
（同步转速
Figure 129983DEST_PATH_IMAGE016
以下）；
          
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE042
—旋流泵流量，
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE044
；
          
Figure 2013107443307100001DEST_PATH_IMAGE046
—比转速；
         C）无叶腔宽度
          
Figure DEST_PATH_IMAGE048
          
         式中，—无叶腔宽度，
Figure 418489DEST_PATH_IMAGE034
；
                
Figure 45648DEST_PATH_IMAGE032
—叶片出口宽度,；
       D）无叶腔进口直径
        
Figure DEST_PATH_IMAGE054
         式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE056
—旋流泵进口直径，；
               
Figure DEST_PATH_IMAGE058
—叶轮外径，
Figure 201932DEST_PATH_IMAGE034
；
       E）叶片数
          
Figure DEST_PATH_IMAGE060
         式中，Z—叶片数；
        F）叶片包角         
          
Figure DEST_PATH_IMAGE062
          式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE064
—叶片包角，；   
         G）叶片进口角
           由实际测量数据统计后确定叶片进口角计算公式
           
Figure DEST_PATH_IMAGE068
          
Figure DEST_PATH_IMAGE070
                
          
Figure DEST_PATH_IMAGE074
Figure DEST_PATH_IMAGE078
取等差角度
           式中，  
Figure 195515DEST_PATH_IMAGE074
—
Figure DEST_PATH_IMAGE080
流线叶片进口角，
Figure 997725DEST_PATH_IMAGE066
；
                   
Figure 463211DEST_PATH_IMAGE076
—
Figure DEST_PATH_IMAGE082
流线叶片进口角，
Figure 594984DEST_PATH_IMAGE066
；
                  
Figure 196735DEST_PATH_IMAGE078
—
Figure DEST_PATH_IMAGE084
流线叶片进口角，；
        H）叶片出口角
          由实际测量数据统计后确定叶片出口角计算公式
          
           式中， —叶片出口角，
Figure 59441DEST_PATH_IMAGE066
。
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