CN107202032A - 一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法 - Google Patents
一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法 Download PDFInfo
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- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2205—Conventional flow pattern
- F04D29/2216—Shape, geometry
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Abstract
本发明涉及一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法，提供泵及叶轮的主要几何参数，包括恒扬程泵的实际扬程Ht、叶轮进口当量直径D0、叶轮出口宽度b2恒叶轮出口直径D2、无修正叶轮出口宽度b2，以及叶片的形状和叶片数等。采用本发明设计的离心泵的叶轮使离心泵在流量变化区域内，扬程相对保持恒定。还在一定的程度上缓解离心泵扬程曲线出现驼峰现象，延长泵的使用寿命和维修周期，而且有助于计算机编程，能很大程度上取代轴流泵原来相似设计法和速度系数法。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心泵的主要零件的设计方法,特别涉及一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法。
背景技术
对于特殊用途的泵要求泵的扬程在一定的流量的范围内保持平稳，没有较大的波动，因此对离心泵进行优化设计，使其扬程在一定流量范围内保持恒定。
现有技术的恒扬程泵叶轮的水力设计方法没有给出系统的设计方法，而且容易造成性能曲线出现驼峰。而且叶轮水力设计大部分还是需要依赖于经验公式，理论性不强，在实际设计中仍要依赖设计人员的经验。很难做到计算机编程应用和计算机辅助设计。
申请号为201210531650.X号的中国发明专利中公开了一种离心泵恒扬程多工况水力设计方法，该发明给出了叶轮主要几何参数进口直径、叶轮叶片数的设计公式，同时提供了一种离心泵设计优化方法，对其叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶轮出口安放角与流量之间的相互影响关系进行优化计算，并配合喉部面积与第八断面面积的选取，从而在保障离心泵流量扬程曲线的平坦前提下，使离心泵的效率提高，节约了经济成本。但是上述专利中给出的参数有的还是需要经验，并没有完全的理论性。
针对上述存在的缺陷，本发明人发明了一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法，不仅给出了离心式恒扬程泵叶轮几个主要参数系统的、精确的设计方法，还在一定的程度上缓解离心泵扬程曲线出现驼峰现象，延长泵的使用寿命和维修周期，最重要的是有助于计算机编程应用和计算机辅助设计。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法。通过改善叶轮的几个重要参数的设计方法，改善流动情况，达到扬程恒定的目的。
实现上述目的所采用的技术方案是：
(1)无修正叶轮出口宽度b2
式中：
mb—无修正叶轮出口宽度系数；
Q—设计工况流量，米3/小时；
n—设计工况转速，转/分；
(2)无修正叶轮出口宽度系数mb
式中：
ns—比转速；
(3)叶轮出口宽度b2恒
b2恒＝(-0.5317Q-0.1076+1.499)×b2 (3)式中：
Q—设计工况流量，米3/小时；
b2—无修正叶轮出口宽度；
(4)叶轮进口当量直径D0
式中：
Q—设计工况流量，米3/小时；
n—设计工况转速，转/分；
(5)叶轮出口直径D2
式中：
H—设计工况扬程，米；
n—设计工况转速，转/分；
(6)叶轮为叶片数取8～12，叶片出口角为90°，采用圆柱型叶片，保证在流量变化时，扬程保持不变；
(7)恒扬程泵的实际扬程Ht
式中：
Q—设计工况流量，米3/小时；
D2—叶轮出口直径，米；
n—设计工况转速，转/分；
根据上述步骤，可以得到一种相对系统的、精确的叶轮主要参数的设计方法。
通过上述计算方法确定泵及叶轮的主要几何参数，包括恒扬程泵的实际扬程、叶轮进口当量直径、叶轮出口宽度、叶轮出口直径、无修正叶轮出口宽度、叶片的形状和叶片数，不同于传统相似法与速度系数法，更能确保水力部件尺寸的相互匹配。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1是离心式恒扬程泵叶轮轴轴面图。
图2是离心式恒扬程泵叶轮平面图。
具体实施方式
本发明通过以下几个公式来确定包括泵及叶轮的主要几何参数，包括恒扬程泵的实际扬程Ht、叶轮进口当量直径D0、叶轮出口宽度b2恒叶轮出口直径D2、无修正叶轮出口宽度b2，以及叶片的形状和叶片数。
此实施例是在给定设计工况流量Q、设计工况扬程H、设计工况转速n，计算叶轮水力参数：
b2恒＝(-0.5317Q-0.1076+1.499)×b2 (3)
叶轮为叶片数取8～12，采用圆柱型叶片形式，以保持叶片出口角为90°，保证在流量变化时，扬程保持不变。
本发明采用精确公式设计法进行水力设计，使离心泵在流量变化区域内，扬程相对保持恒定，具有良好的经济效益，更有利于计算机的编程应用。由于本发明的设计方法不同于传统相似法与速度系数法，更能确保水力部件的尺寸的相互匹配。而且计算更精确，使理论设计与实际模型更符合。
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 (5)
1.一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法，提供泵及叶轮的主要几何参数，包括恒扬程泵的实际扬程Ht、叶轮进口当量直径D0、叶轮出口宽度b2恒、叶轮出口直径D2，其特征在于：叶轮几何参数与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系：
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
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<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
式中：
Q—设计工况流量，米3/小时；
D2—叶轮出口直径，米；
n—设计工况转速，转/分。
2.叶轮进口当量直径D0、叶轮出口宽度b2恒设计公式：
<mrow>
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<mo>-</mo>
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<mo>(</mo>
<mn>2</mn>
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</mrow>
</mrow>
式中：
b2—无修正叶轮出口宽度，米；
Dj—叶轮进口直径，其中dh为轮毂直径。
3.根据权利(1)要求，叶轮出口直径D2设计公式：
<mrow>
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<mi>D</mi>
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<mo>=</mo>
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<mo>-</mo>
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<mo>(</mo>
<mn>4</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
式中：
H—设计工况扬程，米。
4.根据权利(1)要求，叶轮为叶片数取8～12，叶片出口角为90°，采用圆柱型叶片形式，保证在流量变化时，扬程保持不变。
5.根据权利(2)要求，无修正叶轮出口宽度b2的设计公式：
<mrow>
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<mo>=</mo>
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<mo>-</mo>
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式中：
mb—无修正叶轮出口宽度系数；
ns—比转速。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201610147309.2A CN107202032A (zh) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | 一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201610147309.2A CN107202032A (zh) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | 一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107202032A true CN107202032A (zh) | 2017-09-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108050099A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-18 | 沾化海特机械有限公司 | 一种低破损率的离心式输盐泵叶轮 |
| CN109441873A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-08 | 陕西航天动力高科技股份有限公司 | 一种恒压式离心泵 |
| CN109885886A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-06-14 | 三联泵业股份有限公司 | 一种减小多级泵扬程曲线驼峰的水力设计方法 |
| CN110242613A (zh) * | 2018-03-09 | 2019-09-17 | 三菱重工业株式会社 | 叶轮、离心式压缩机、燃气轮机以及叶轮的制造方法 |
| WO2023070774A1 (zh) * | 2021-10-31 | 2023-05-04 | 浙江水泵总厂有限公司 | 叶轮进口结构及具有其的离心泵 |
-
2016
- 2016-03-16 CN CN201610147309.2A patent/CN107202032A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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