CN105221477B - 一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法 - Google Patents

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Abstract

针对上述固液两相流泵在运用的过程出现问题，本发明提供了一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法。叶轮为半开式单流道，适用于输送各种颗粒和含纤维的物质，叶片由一长一短叶片组合而成，短叶片与长叶片部分使对称的，长叶片起导流作用，使输送的物质能通畅的到达叶轮出口且不破坏输送物的整体性，在短叶片的作用下排出叶轮，叶片的工作面流线方程采用圆弧法和变角螺旋线法来共同设计。为了可以不断地旋转切割各种杂物，叶片设计为工作面高于背面，且叶片的横截面设计三直角的五边形。并给出叶片的进出口安装角计算公式。通过本发明设计的一种非对称固液两相离心叶轮，具有良好无堵塞性能，抗缠绕切割能力强。

Description

一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法
技术领域
本发明涉及到一种离心泵水力设计方法，特别涉及一种输送非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法。
背景技术
随着工农业生产的不断发展，在采矿、化工、食品、水力。造纸。冶金、建筑等诸多行业的工业流程、生活污水和工业废水等排放中，需要输送不同固体颗粒、粒径、体积浓度、硬度等两相流，固液两相流离心泵得到广泛的运用。
目前，固液两相流离心泵叶轮结构形式主要为单、双流道叶轮，旋流式叶轮等。单流道叶轮由于其大通道特殊的叶轮结构，使输送物料的无损性好，防堵塞性能较好，能输送大颗粒、长纤维物质。但是由于它的不平衡性，只能制成小功率的固液两相流泵；而双流道叶轮属于闭式叶轮，防堵塞性能不如单流道泵，一般只能输送固相浓度小的介质。
旋流式叶轮一般置于压水室的泵腔内，叶轮与泵体之间没有配合间隙，防堵塞性能较好，能输送大颗粒物质，运行平稳可靠。但它存在以下缺陷：(1)无损性差，对输送物料破坏作用大，容易使浆料发生性能变化；(2)不适合输送含长纤维物质的浆料；(3)流量-扬程性能曲线较平坦；(4)由于循环流的存在，水力损失较大，泵的效率较低。
经检索，与本实用新型相关的专利有：一种单流道切割泵的叶轮设计方法(公开号：CN102410245A)，发明了一种单流道切割泵的叶轮设计方法，给出了叶片主要几何参数外径、出口宽度、进口直径的设计公式，但是没有给出叶片的进出口安放角；一种固液两相流螺旋离心泵(CN102400919A)，发明螺旋离心泵进口泵进口段有套筒，套筒国定的导叶，导叶和螺旋叶片共同作用有效地防止了纤维固体物质在泵内的聚集，增强了泵的通过性，提高了螺旋离心泵对固体物质液体的输送性能，但是当输送为纸浆时，由于固定导叶的存在，纸浆不能聚集在一起，使生产效率降低。
发明内容
针对上述固液两相流泵在运用的过程出现问题，本发明提供了一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法。叶轮为半开式双叶片单流道结构形式，由一长一短两个叶片组合而成，短叶片与长叶片部分使对称的，短叶片背面与长叶片工作面之间的流道为死循环流道，该流道的存在主要是平衡叶轮的径向力；长叶片的背面可以起导流作用，避免对输送介质的破坏性，使输送的物质能通畅的到达叶轮出口且不破坏输送物的整体性，在短叶片工作面的作用下排出叶轮，叶片的工作面流线方程采用圆弧法和变角螺旋线法来共同设计。为了可以不断地旋转切割各种杂物，叶片设计为工作面高于背面，且叶片的横截面设计三直角的五边形。并给出叶片的进出口安装角计算公式。通过本发明设计的一种非对称固液两相离心叶轮，具有良好无堵塞性能，抗缠绕切割能力强。实现上述目的所采用的技术方案是：
1.比转速ns，其计算公式如下：
式中：
ns-比转速；
Q-流量，立方米/秒；
n-叶轮转速，转/分钟；
H-扬程，米；
2.叶轮进口直径D1由以下公式确定：
式中：
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
D1-叶轮进口直径，米；
n-叶轮转速，转/分钟；
k1-叶轮进口修正系数，k1＝(10.2～11.2)ns 0.09其中ns高则取大值；
3.叶片进口安放角β1，其计算公式如下：
式中：
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
β1-叶片进口安放角，度；
n-叶轮转速，转/分钟；
ns-比转速；
D1-叶轮进口直径，米；
4.叶片进口安放角β2，其计算公式如下：
式中：
β2-叶片出口安放角，度；
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
n-叶轮转速，转/分钟；
ns-比转速；
5.叶轮出口直径D2由以下公式确定：
式中：
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
D2-叶轮出口直径，米；
n-叶轮转速，转/分钟；
kD2-叶轮出口修正系数，其计算公式如下：
6.叶轮工作面宽度b由以下公式确定：
式中：
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
n-叶轮转速，转/分钟；
kb-叶轮出口修正系数，其计算公式如下：
7.长叶片的工作流线极方程：
式中：
r-极半径，米；
θ-流线的极角，弧度；
D1-叶轮进口直径，米；
8.短叶片的工作流线极方程：
式中：
r-极半径，米；
θ-流线的极角，弧度；
D1-叶轮进口直径，米；
9.长短叶片独特组合大小圆角的确定方程分别为如下：
式中：
r1-大圆角的极半径，米；
r2-小圆角的极半径，米；
θ1-圆角的极角，弧度；
D1-叶轮进口直径，米；
10.叶片工作面高于叶片背面，且工作面流线等高，背面高度为工作面的0.7倍，叶片横截面为三直角的五边形：叶片的底厚度δ2是顶厚度δ1的2倍，其下底的长度计算公式如下：
式中：
δ2-叶片横截面直角梯形下底的长度，米；
ns-比转速；
本发明的有益效果是：通过设计新的叶轮，改善了流道内流线分布，可使该叶轮可以通过形状更大更复杂的物品且不破坏输送物的整体性，叶轮的无堵塞性和抗缠绕性得到了很大提高。
附图说明
图1是本发明实施例的平面投影图。
图2是本发明实施例的轴面图。
图3是叶片的截面图。
图1：1.短叶片，2.组合大小圆角，3.长叶片，β1-叶片进口安装角，β2-叶片出口安装角。
图2：1.后盖板，D1-叶轮进口直径，D2叶轮出口直径，b-工作面叶片宽度。
图3：δ1-叶片顶面厚度，δ2-叶片底面厚度，b-叶片工作面宽度。
具体实施方式
设计要求：设计工况流量为0.04立方米/秒，设计工况扬程为60米，转速为2950转/分钟，g取10米/平方秒。
(1)
(2)叶轮进口直径：
(3)叶片进口安装角：
(4)叶片出口安装角：
(5)叶轮出口直径
(6)叶片宽度：
(7)长叶片工作面流线方程：
(8)短叶片工作面流线方程：
(9)叶轮大小圆角的极方程：
(10)叶片底面厚度：δ2＝0.00012ns+0.003955＝0.00012×100+0.0039≈0.016
在设计过程中，其它系数的选择需要根据具体实际情况进行系数选取，如叶片进口形状需要根据进口吸入室形状等因素选取。
以上，为本发明参照实施例所做出的具体说明，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它实施例或变形例。

Claims (9)

1.一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，其特征在于：固液两相流离心叶轮为半开式长短双叶片单流道组成，其中，长叶片工作面与短叶片背面间的流道为死循环流道，其主要作用是为了平衡径向力的，长叶片背面与短叶片工作面间的流道为工作流道，长、短叶片通过双圆角组合而成；长叶片采用大弧度设计方法，且短叶片与长叶片的一部分是对称的，其中长叶片的工作流线极方程：
式中：
r1-极半径，米；
θ-流线的极角，弧度；
D1-叶轮进口直径，米。
2.如权利要求1所述的一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，其特征在于：短叶片的工作流线极方程：
式中：
r2-极半径，米；
θ-流线的极角，弧度；
D1-叶轮进口直径，米。
3.如权利要求1所述的一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，其特征在于：叶轮进口直径D1由以下公式确定：
式中：
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
D1-叶轮进口直径，米；
n-叶轮转速，转/分钟；
k1-叶轮进口修正系数k1＝(10.2～11.2)ns 0.09其中泵ns高则取大值。
4.如权利要求1所述的一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，其特征在于：叶轮出口直径D2由以下公式确定：
式中：
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
D2-叶轮出口直径，米；
n-叶轮转速，转/分钟；
kD2-叶轮出口修正系数，
5.如权利要求1所述的一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，其特征在于：叶片工作面流线等宽，宽度b由以下公式确定：
式中：
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
n-叶轮转速，转/分钟；
kb-叶轮出口修正系数，
6.如权利要求1所述的一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，其特征在于：叶片工作面高于叶片背面，且工作面流线等高，叶片横截面为三直角的五边形：叶片的底厚度δ2是顶厚度δ1的2倍，其优点在于叶轮进口面本身当作切刀，可以直接切割较大的杂物，提高无堵塞和抗缠绕性能，使泵效率提高，轴功率曲线平坦；其下底的长度计算公式如下：
式中
δ2-叶片底面厚度，米；
ns-比转速。
7.如权利要求1所述的一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，其特征在于：叶片进口安放角β1，其计算公式如下：
式中：
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
β1-叶片进口安放角，角度；
n-叶轮转速，转/分钟；
ns-比转速；
D1-叶轮进口直径，米。
8.如权利要求1所述的一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，其特征在于：叶片进口安放角β2，其计算公式如下：
式中：
β2-叶片出口安放角，角度；
g-当地重力加速度，米/平方秒；
H-扬程，米；
n-叶轮转速，转/分钟；
ns-比转速。
9.如权利要求1所述的一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，其特征在于：长短叶片通过独特大小双圆角组合而成，其优点在于保证流动最大化流畅，可以使杂物不致于挂在叶片进口边上，以致造成堵塞，其大小圆角的确定方程分别为如下：
式中：
r1-大圆角的极半径，米；
r2-小圆角的极半径，米；
θ1-圆角的极角，弧度；
D1-叶轮进口直径，米。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105715581B (zh) * 2016-01-26 2018-04-24 江苏大学 一种离心泵圆柱形叶片的设计方法
CN107524630B (zh) * 2017-10-19 2024-04-19 江苏国泉泵业制造有限公司 一种开式非等距叶片叶轮
CN107503979B (zh) * 2017-10-19 2024-04-19 江苏国泉泵业制造有限公司 一种非等距叶片固液两相排污泵叶轮
CN108019374B (zh) * 2017-11-10 2020-02-21 江苏大学 一种离心泵用非对称式叶轮

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2053686U (zh) * 1989-08-18 1990-02-28 杭州水泵研究所 多通道高效无堵塞泵
CN2667208Y (zh) * 2003-12-23 2004-12-29 周立刚 离心泵
CN101793261A (zh) * 2009-11-26 2010-08-04 江苏国泉泵业制造有限公司 一种单叶片冲压式无堵塞叶轮设计方法
CN102410245A (zh) * 2011-11-03 2012-04-11 江苏国泉泵业制造有限公司 一种单流道切割泵的叶轮设计方法
KR101249363B1 (ko) * 2010-06-30 2013-04-01 이남 경량형 임펠러 및 이를 이용한 하수슬러지 이송펌프
CN103375429A (zh) * 2012-04-25 2013-10-30 天津市强硕机械零件有限公司 一种叶片具有折弯的泥浆泵叶轮
CN103557180A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 江苏国泉泵业制造有限公司 一种带有长短叶片的旋流泵叶轮设计方法
CN203560152U (zh) * 2013-11-12 2014-04-23 成都科盛石油科技有限公司 一种双级离心泵叶轮
CN204283901U (zh) * 2014-09-15 2015-04-22 江苏大学 一种离心式污泥泵

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2053686U (zh) * 1989-08-18 1990-02-28 杭州水泵研究所 多通道高效无堵塞泵
CN2667208Y (zh) * 2003-12-23 2004-12-29 周立刚 离心泵
CN101793261A (zh) * 2009-11-26 2010-08-04 江苏国泉泵业制造有限公司 一种单叶片冲压式无堵塞叶轮设计方法
KR101249363B1 (ko) * 2010-06-30 2013-04-01 이남 경량형 임펠러 및 이를 이용한 하수슬러지 이송펌프
CN102410245A (zh) * 2011-11-03 2012-04-11 江苏国泉泵业制造有限公司 一种单流道切割泵的叶轮设计方法
CN103375429A (zh) * 2012-04-25 2013-10-30 天津市强硕机械零件有限公司 一种叶片具有折弯的泥浆泵叶轮
CN103557180A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 江苏国泉泵业制造有限公司 一种带有长短叶片的旋流泵叶轮设计方法
CN203560152U (zh) * 2013-11-12 2014-04-23 成都科盛石油科技有限公司 一种双级离心泵叶轮
CN204283901U (zh) * 2014-09-15 2015-04-22 江苏大学 一种离心式污泥泵

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