CN104595233A

CN104595233A - 一种直线型骨线双向轴流泵水力设计方法

Info

Publication number: CN104595233A
Application number: CN201410676666.9A
Authority: CN
Inventors: 朱荣生; 陈宗良
Original assignee: Jiangsu Guoquan Pumps Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Guoquan Pumps Co Ltd
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2015-05-06

Abstract

本发明提供了一种直线型骨线双向轴流泵叶轮、导叶的水力设计方法。通过改变轴流泵叶轮几个重要设计参数的确定方法并采用直线型骨线翼型，从而改善轴流泵内部流动状况，提高轴流泵反向工作时的效率、运行平稳性以及兼顾正反向运行时的性能要求。

Description

一种直线型骨线双向轴流泵水力设计方法

技术领域

本发明涉及一种轴流泵水力设计方法，特别是涉及一种直线型骨线双向轴流泵叶轮、导叶的水力设计方法。

背景技术

在沿海、沿江地区水泵站多采用流量大、扬程低的轴流泵为其工作泵。因其特殊的调水灌溉和防洪排涝两种不同需求，在实际运行中需要轴流泵能够反向工作。一般轴流泵在其正向工作时效率较高、运行平稳，但反向工作时效率较低，与现行的节能减排的要求相冲突。叶轮、导叶是影响轴流泵性能的核心过流部件，因此，设计双向轴流泵叶轮、导叶的时候，应尽量改善泵内流动状况，提高轴流泵反向工作时的效率、运行平稳性以及兼顾正反向运行时的性能要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种直线型骨线双向轴流泵叶轮、导叶的水力设计方法。通过改变轴流泵叶轮几个重要设计参数的确定方法并采用直线型骨线翼型，从而改善轴流泵内部流动状况，提高轴流泵反向工作时的效率、运行平稳性以及兼顾正反向运行时的性能要求。

实现上述目的所采用的设计方法：

1.叶片直径

D = k^{'} {n_{s}}^{0.39} \sqrt{\frac{Q}{K}},

n_s＝500～2000；

式中，D—叶轮直径，mm；

k'—叶轮直径修正系数，k'＝0.50～0.93，比转速高者取小值；

Q—轴流泵流量，m³/h；

n_s—比转速；

K—nD值，一般取350～415；

2.叶轮叶片数

Z = k_{Z} {(\frac{0.0365 n \sqrt{Q}}{H^{3 / 4}})}^{- 0.4};

式中，k_z—叶片数修正系数，k_z＝0.90～0.98,叶片数多者取小值；

Q—轴流泵流量，m³/h；

n—转速，r/min；

H—轴流泵扬程，m；

3.导叶叶栅稠密度

导叶叶栅稠密度的计算公式

{(l / t)}_{0} = k {(\frac{0.0365 n \sqrt{Q}}{H^{3 / 4}})}^{0.21};

n_s＝500～2000；

(l/t)_h＝1.25～1.45)(l/t)₀，高比转速取较大值；

式中，(l/t)₀—轮缘叶栅稠密度；

(l/t)_h—轮毂叶栅稠密度；

k—叶栅稠密度修正系数，k＝0.45～0.50；

n_s—比转速；

4.导叶翼型厚度

导叶翼型厚度计算公式

x/l	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9
										δ/δ_max	0.417	0.603	0.767	0.933	1.000	0.933	0.767	0.603	0.417

R = \frac{l}{2.2} (\csc γ - \cot γ)

式中，R—翼型两端圆弧半径，mm；

x—翼型相对位置，mm；

l—弦长，mm；

δ—翼型相对厚度；

δ_max—翼型最大厚度；

γ—型线曲率角,

本发明的有益效果是：根据本设计方法所设计的轴流泵叶轮能够改善泵内流动状况，提高轴流泵反向工作时的效率、扬程以及兼顾正反向运行时的性能要求。

附图说明

图1是本发明一个实施例的叶轮平面图

图2是同一个实施例的叶轮型线图

图3是同一个实施例的叶轮展开图

图中：1.翼型两端圆弧半径，2.叶轮直径，3.弦长4.翼型相对位置,5.翼型相对厚度，6.型线曲率角，7.节距。

具体实施方式

图1和图2共同确定了轴流泵的叶轮的形状。它能够改善泵内流动状况，提高轴流泵反向工作时的效率、扬程以及兼顾正反向运行时的性能要求。本发明通过以下几个关系式来确定叶栅稠密度、翼型两端圆弧半径(1)、叶轮直径(2)、翼型厚度(5)。

计算叶片直径：

D = k^{'} {n_{s}}^{0.39} \sqrt{\frac{Q}{K}},

n_s＝500～2000；

计算叶轮叶片数：

Z = k_{Z} {(\frac{0.0365 n \sqrt{Q}}{H^{3 / 4}})}^{- 0.4};

计算导叶叶栅稠密度：

{(l / t)}_{0} = k {(\frac{0.0365 n \sqrt{Q}}{H^{3 / 4}})}^{0.21};

n_s＝500～2000；

(l/t)_h＝(1.25～1.45)(l/t)₀，高比转速取较大值；

计算翼型两端圆弧半径并确定翼型厚度

R = \frac{l}{2.2} (\csc γ - \cot γ)

通过采用本发明设计的轴流泵叶轮能够改善泵内流动状况，提高轴流泵反向工作时的效率、扬程以及兼顾正反向运行时的性能要求。

以上，为本发明专利参照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

1.一种双向轴流泵叶轮的水力设计方法，其特征在于：轴流泵结构的几何参数叶轮直径满足以下关系：

n_s＝500～2000；

式中，D—叶轮直径，mm；

k'—叶轮直径修正系数，k'＝0.50～0.93，比转速高者取小值；

Q—轴流泵流量，m³/h；

n_s—比转速；

K—nD值，一般取350～415。

2.如权利要求1所述的一种双向轴流泵叶轮的水力设计方法，其特征在于：轴流泵结构的几何参数叶轮叶片数满足以下关系：

Q—轴流泵流量_，m³/h；

n—转速，r/min；

H—轴流泵扬程，m。

3.如权利要求1所述的一种双向轴流泵叶轮的水力设计方法，其特征在于：轴流泵结构的几何参数导叶叶栅稠密度满足以下关系：

n_s＝500～2000；

(l/t)_h＝(1.25～1.45)(l/t)₀，高比转速取较大值；

式中，(l/t)₀—轮缘叶栅稠密度；

(l/t)_h—轮毂叶栅稠密度；

k—叶栅稠密度修正系数，k＝0.45～0.50；

n_s—比转速。

4.如权利要求1所述的一种双向轴流泵叶轮的水力设计方法，其特征在于：轴流泵翼型采用骨线为直线型骨线翼型，两端修圆。

5.如权利要求1所述的一种双向轴流泵叶轮的水力设计方法，其特征在于：轴流泵结构的几何参数翼型厚度满足以下关系：

式中，δ_max—翼型最大厚度；

δ—翼型相对厚度；

x—翼型相对位置，mm；

l—弦长，mm。

6.如权利要求1所述的一种双向轴流泵叶轮的水力设计方法，其特征在于：轴流泵结构的几何参数翼型两端圆弧半径满足以下关系：

式中，R—翼型两端圆弧半径，mm；

γ—型线曲率角,；

l—弦长，mm。