CN112160941A - 一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶组合结构 - Google Patents

一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶组合结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶组合结构，包括叶轮，蜗壳，叶轮的出口和蜗壳的进口之间设置有若干片翼型导叶，翼型导叶的数量为奇数个，翼型导叶分为第一翼型导叶和第二翼型导叶，蜗壳的断面面积最小处设置有一个第二翼型导叶，沿着蜗壳进口方向，以与蜗壳的断面面积最小处的翼型导叶相邻的翼型导叶为起算点，沿着蜗壳进口方向145°范围内的所有翼型导叶均为第一翼型导叶，每片第一翼型导叶的叶片横截面面积为第二翼型导叶的0.7倍，每片第一翼型导叶的弦长为第二翼型导叶的0.85倍，每片第一翼型导叶的翼型厚度为第二翼型导叶的0.85倍。本发明用于改善大型立式蜗壳式离心泵的驼峰现象。

Description

一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶组合结构
技术领域
本发明涉及一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的组合导叶结构，属于水泵设计技术领域。
背景技术
大型立式蜗壳式离心泵是一种大型、立式单级、带有固定导叶的蜗壳式离心泵机组，该泵在水行业、工业和能源领域应用广泛，主要包括供水工程、污水处理、排水系统、灌溉系统等,具有流量大、扬程高、功率大的特点。随着大型调水灌溉水利工程对大型立式蜗壳式离心泵运行稳定性的要求越来越高，使机组需要更宽的平稳运行工况区，更快的负荷变化响应能力。并且当大型立式蜗壳式离心泵在小流量工况下运行时，由于偏离设计工况，其内部流动的不稳定性加剧，扬程-流量曲线容易出现正斜率，即驼峰不稳定现象。这一现象的发生会导致机组内的压力脉动发生震荡、机组输入功率剧烈变化，从而致使整个系统发生震荡，对机组运行的安全和可靠性造成严重威胁。
发明内容
本发明的目的在于提出一种组合导叶结构，用于改善大型立式蜗壳式离心泵的驼峰现象，这对于提高大型蜗壳式离心泵极端运行工况下的效率及装置安全稳定运行有着很重要的意义。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶组合结构，包括叶轮，蜗壳和吸入肘管，所述蜗壳内设置有蜗壳上环和蜗壳下环，所述叶轮的出口和所述蜗壳的进口之间设置有若干片翼型导叶，所述导叶通过所述蜗壳上环和所述蜗壳下环固定，所述翼型导叶的数量为奇数个，所述翼型导叶分为第一翼型导叶和第二翼型导叶，所述蜗壳的断面面积最小处设置有一个第二翼型导叶，沿着蜗壳进口方向，以与所述蜗壳的断面面积最小处的翼型导叶相邻的翼型导叶为起算点，沿着蜗壳进口方向145°范围内的所有翼型导叶均为第一翼型导叶，每片所述第一翼型导叶的导叶进口位置和进口角度与所述第二翼型导叶相同，每片所述第一翼型导叶的叶片横截面面积为第二翼型导叶的0.7倍，每片所述第一翼型导叶的弦长为第二翼型导叶的0.85倍，每片所述第一翼型导叶的翼型厚度为第二翼型导叶的0.85倍。
上述方案中，所述第二翼型导叶为常规翼型导叶，所述第二翼型导叶的导叶结构满足：导叶进口的基圆直径D3＝D2+(2～10)mm； (1)
其中，D2：叶轮出口直径。
导叶进口轴面速度
Figure BDA0002672935260000011
其中，Q：实际流量；R3-导叶进口半径；b3-导叶流道进口宽度；排挤系数
Figure BDA0002672935260000021
其中，δ3-导叶叶片入口厚度；z-导叶叶片数；D3-导叶进口基圆直径；α3：导叶进口角度。
导叶进口圆周分速度
Figure BDA0002672935260000022
其中，vu2-叶轮出口速度在圆周方向上的分量；R2-叶轮出口半径；
导叶进口液流角α′3计算公式为：
Figure BDA0002672935260000023
其中，vm3-导叶进口速度在轴面方向的分量；vu3-导叶进口速度在圆周方向的分量；
导叶进口角度大于液流角，即：
tanα3＝(1.1～1.3)tanα； (5)
其中，α-叶轮叶片的出口角度；
导叶喉部速度，即导叶流道最小面积处速度
Figure BDA0002672935260000024
其中，k3-速度系数；g-重力加速度；H-实际扬程。
导叶喉部高度
Figure BDA0002672935260000025
导叶出口速度v4＝(0.4～0.5)v3 (8)
导叶出口直径D4＝(1.3～1.5)D3mm (9)。
上述方案中，所述第一翼型导叶的数量为五片，所述第二翼型导叶的数量为六片，其中所述蜗壳的断面面积最小处的翼型导叶相当于蜗壳隔舌。
本发明还提供了一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶设计方法，包括如下步骤：S1：将奇数个导叶分为第一翼型导叶和第二翼型导叶两种不同的导叶分别进行设计；其中：沿着蜗壳进口方向，以与蜗壳的断面面积最小处的翼型导叶相邻的翼型导叶为起算点，沿着蜗壳进口方向145°范围内的所有翼型导叶均为第一翼型导叶，其余导叶均为第二翼型导叶；S2：设计第二翼型导叶的结构，其满足
导叶进口的基圆直径D3＝D2+(2～10)mm； (1)
其中，D2：叶轮出口直径。
导叶进口轴面速度
Figure BDA0002672935260000031
其中，Q：实际流量；R3-导叶进口半径；b3-导叶流道进口宽度；排挤系数
Figure BDA0002672935260000032
其中，δ3-导叶叶片入口厚度；z-导叶叶片数；D3-导叶进口基圆直径；α3：导叶进口角度。
导叶进口圆周分速度
Figure BDA0002672935260000033
其中，vu2-叶轮出口速度在圆周方向上的分量；R2-叶轮出口半径；
导叶进口液流角α′3计算公式为：
Figure BDA0002672935260000034
其中，vm3-导叶进口速度在轴面方向的分量；vu3-导叶进口速度在圆周方向的分量；
导叶进口角度大于液流角，即：
tanα3＝(1.1～1.3)tanα； (5)
其中，α-叶轮叶片的出口角度；
导叶喉部速度，即导叶流道最小面积处速度
Figure BDA0002672935260000035
其中，k3-速度系数；g-重力加速度；H-实际扬程。
导叶喉部高度
Figure BDA0002672935260000036
导叶出口速度v4＝(0.4～0.5)v3； (8)
导叶出口直径D4＝(1.3～1.5)D3mm (9)；
S3：设计第一翼型导叶的结构，其满足每片所述第一翼型导叶的导叶进口位置和进口角度与所述第二翼型导叶相同，每片所述第一翼型导叶的叶片横截面面积为第二翼型导叶的0.7倍，每片所述第一翼型导叶的弦长为第二翼型导叶的0.85倍，每片所述第一翼型导叶的翼型厚度为第二翼型导叶的0.85倍。
上方案中，所述第一翼型导叶的数量为五片，所述第二翼型导叶的数量为六片，其中所述蜗壳的断面面积最小处的翼型导叶相当于蜗壳隔舌。
本发明的有益效果：(1)将翼型导叶分为第一翼型导叶、第二翼型导叶两种形状不同的导叶组合，其中以与蜗壳的断面面积最小处的翼型导叶相邻的翼型导叶为起算点，沿着蜗壳进口方向145°范围内的所有翼型导叶为相对较小的导叶。由于小导叶叶片长度较短，可使流体较先流出该区域导叶进入蜗壳中，相当于增加了蜗壳在较小断面面积位置处的过流面积，改善了驼峰工况下因高速流体从叶轮汇入蜗壳过程中发生撞击而致使的蜗壳内压力增高的情况，进而改善机组的驼峰现象，提升了机组小流量工况下的效率，减小了大型立式蜗壳式离心泵内的能量损失；(2)由0.6Q/Qd工况下蜗壳内湍动能分布示意图可知，导叶和蜗壳中的湍动能都得到改善。由0.6Q/Qd工况下蜗壳内压力分布示意图可知，蜗壳内的压差减小，流动更加均匀；由0.6Q/Qd工况下导叶内的压力分布示意图可知，导叶流道内的逆压梯度减小，流动更加顺畅；由0.6Q/Qd工况下导叶内的流线分布示意图可知，导叶中的旋涡减少，流动稳定性增强。(3)由各工况下大型立式蜗壳式离心泵的效率-流量曲线可知，组合导叶结构使得大型蜗壳式离心泵在小流量工况下的效率得以提升，即本发明改善了小流量工况下大型立式蜗壳式离心泵内部流动状态。说明该组合导叶结构对泵内的流态有改进作用，从而提高了机组小流量工况的运行效率。(4)由各工况下大型立式蜗壳式离心泵的扬程-流量曲线可知，当流量从1.0Q/Qd逐渐减小到0.7Q/Qd时，扬程随着流量的减小而增大，但当流量从0.7Q/Qd下降到0.6Q/Qd时，扬程随着流量的下降反而减小，即发生驼峰不稳定现象。(5)本发明解决了大型立式蜗壳式离心泵易出现驼峰不稳定现象的问题，并通过数值模拟得到验证。本发明通过特殊的组合导叶结构对叶轮和蜗壳之间的流体进行分区整流，使得流体以较为平稳的方式进入下一级流域，满足了部分负荷条件下的安全稳定运行。(6)本发明在叶轮出口和蜗壳进口之间布置具有两种叶片形状的组合导叶结构，该组合导叶扩大了机组的运行范围，并改善了机组的驼峰现象，稳定了小流量工况下机组各部件中的流动情况，减少了流体的能量损失，提高了机组在小流量工况下的效率和运行安全性，稳定性。
附图说明
图1是特大型蜗壳式离心泵的整体结构示意图。
图2是改善驼峰不稳定现象的组合导叶的位置示意图。
图3是改善驼峰不稳定现象的组合导叶与蜗壳的安装关系示意图。
图4是改善驼峰不稳定现象的组合导叶的结构示意图。
图5是第一翼型导叶和第二翼型导叶的叶片形状对比图。
图6是叶轮轴面和平面图。
图7是叶轮平面投影图。
图8是各工况下大型立式蜗壳式离心泵的扬程-流量曲线。
图9是各工况下大型立式蜗壳式离心泵的效率-流量曲线。
图10是0.6Q/Qd工况下常规导叶结构蜗壳内压力分布示意图。
图11是0.6Q/Qd工况下本发明的组合导叶结构蜗壳内压力分布示意图。
图12是0.6Q/Qd工况下常规导叶结构蜗壳内湍动能分布示意图。
图13是0.6Q/Qd工况下本发明的组合导叶结构蜗壳内湍动能分布示意图。
图14是0.6Q/Qd工况下常规导叶结构导叶内的流线分布示意图。
图15是0.6Q/Qd工况下本发明的组合导叶结构导叶内的流线分布示意图；
图16是0.6Q/Qd工况下常规导叶结构导叶内的压力分布示意图。
图17是0.6Q/Qd工况下本发明的组合导叶结构导叶内的压力分布示意图。
图1中，1.翼型导叶，1-1第一翼型导叶，1-2.第二翼型导叶，2.叶轮，3.蜗壳，4.吸入肘管；图2中，将相对蜗壳如图所示145°范围的导叶(标识B所示5个导叶)的结构进行了改变；图3中，5.蜗壳上环，6.蜗壳下环。图4中，导叶结构在图中示意的145°范围内(带阴影部分的5个导叶)进行了变化，α3是导叶的叶片进口角；图5中，带有剖面线的导叶为第一翼型导叶结构，无剖面线的导叶为第二翼型导叶结构；图7中，V2为叶轮出口绝对速度；W2为叶轮出口相对速度；U2为叶轮出口圆周速度；β为叶轮出口相对液流角；图9中，Q为实际流量；Qd为设计流量；图10和图11中，图中数值为相应等值线位置对应压力值；图16和图17中，图中数值为相应等值线位置对应压力值。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，以11片翼型导叶为例，对本发明作进一步的详细描述，但不应以此限制本发明的保护范围。
请参见附图1，特大型蜗壳式离心泵由吸入肘管4，叶轮2，翼型导叶1以及蜗壳3共四部分组成。翼型导叶结构布置在叶轮出口和蜗壳进口之间，吸入肘管4的作用是将流体引向叶轮2中。流体进入转动部件叶轮2后，叶轮叶片对通过的流体做功，使其能量增加，流体在离心力的作用下进入翼型导叶1中，接着流入蜗壳3中。流体在该大型立式蜗壳式离心泵中所流经的部件依次为：吸入肘管4，叶轮2，导叶1，蜗壳3。受流体流动方向撞击的影响，蜗壳3中的流速越来越小，相当于流体在扩散管中流动，压力逐渐增加，造成蜗壳3内的压力不平均，影响其稳定性。蜗壳3内流体的压力，对从导叶1中流出的流体的有流动阻碍作用。并且叶轮2内压力的不均匀，使得流体流出叶轮2时的速度也是不一致的，因此叶轮2周围受到的流体的反冲力是不均匀的，从而使机组产生径向力，对机组的可靠运行造成影响。
离心泵的径向力可以用经验公式计算：
F＝ρgkHb2D2；
其中，ρ-流体密度；
b2-叶轮叶片出口宽度；
D2-叶轮出口直径；
k-考虑蜗壳几何特性的系数。
上述公式中的蜗壳系数k，可按公式计算：
Figure BDA0002672935260000051
其中，kp-系数。
从上述公式可知，蜗壳3中的径向力在设计工况时为零，随着流量Q的减小，k值不断增大，径向力也就随之增大，机组的不稳定性也就随之加剧，可能导致整个机组发生震荡，严重威胁机组运行的安全性与稳定性。
请参见附图2，本实施例将翼型导叶1分为第一翼型导叶1-1和第二翼型导叶1-2，沿着蜗壳进口方向，以与所述蜗壳3的断面面积最小处的翼型导叶(图中标识为A的导叶，相当于蜗壳隔舌)相邻的翼型导叶为起算点，沿着蜗壳进口方向145°范围内的所有翼型导叶(标识B所示5个导叶)均为第一翼型导叶1-1，其余6片为第二翼型导叶1-2，每片所述第一翼型导叶1-1的导叶进口位置和进口角度与所述第二翼型导叶1-2相同。
第二翼型导叶1-2为常规翼型导叶，第二翼型导叶1-2的导叶结构满足：
导叶进口的基圆直径D3＝D2+(2～10)mm；(1)
其中，D2：叶轮出口直径。
导叶进口轴面速度
Figure BDA0002672935260000061
其中，Q：实际流量；R3-导叶进口半径；b3-导叶流道进口宽度；排挤系数
Figure BDA0002672935260000062
其中，δ3-导叶叶片入口厚度；z-导叶叶片数；D3-导叶进口基圆直径；α3：导叶进口角度。
导叶进口圆周分速度
Figure BDA0002672935260000063
其中，vu2-叶轮出口速度在圆周方向上的分量；R2-叶轮出口半径；
导叶进口液流角α′3计算公式为：
Figure BDA0002672935260000064
其中，vm3-导叶进口速度在轴面方向的分量；vu3-导叶进口速度在圆周方向的分量；
导叶进口角度大于液流角，即：
tanα3＝(1.1～1.3)tanα； (5)
其中，α-叶轮叶片的出口角度；
导叶喉部速度，即导叶流道最小面积处速度
Figure BDA0002672935260000065
其中，k3-速度系数；g-重力加速度；H-实际扬程。
导叶喉部高度
Figure BDA0002672935260000066
导叶出口速度v4＝(0.4～0.5)v3 (8)
导叶出口直径D4＝(1.3～1.5)D3mm (9)。依据上述计算公式，可绘制出常规的第二翼型导叶1-2的结构。
请参见附图3，所述蜗壳3内设置有蜗壳上环5和蜗壳下环6，所述导叶1固定在所述蜗壳上环5和所述蜗壳下环6之间，
请参见附图4和图5，将图中示意的145°范围中的5片导叶(附图4中已用阴影标识出)的形状进行了变化。请参见附图5，将附图4中标识C所示的位置的两种导叶进行了比较。带有剖面线的对应减缓驼峰现象组合导叶结构中的特殊小导叶，无剖面线的对应常规导叶结构。每片所述第一翼型导叶1-1的叶片横截面面积为第二翼型导叶1-2的0.7倍，每片所述第一翼型导叶1-1的弦长为第二翼型导叶1-2的0.85倍，每片所述第一翼型导叶1-1的翼型厚度为第二翼型导叶1-2的0.85倍。因导叶的叶片进口角度α3(见附图4)与叶轮叶片的出口角度α(见附图7)相关联，在叶轮不变的情况下，减缓驼峰现象组合导叶结构与常规导叶结构的叶片的进口位置以及角度不发生变化。
请参见附图6，叶轮旋转方向如图中所示。因叶片为扭曲叶片，为了更加完整而清楚的进行后续表达，现引入两个辅助平面。其中平面是与轴线垂直的平面，轴面是通过轴线的平面。
请参见附图7，将叶轮在附图6所示的平面上进行了投影，并绘制了叶轮出口绝对速度V2，叶轮出口相对速度W2，叶轮出口圆周速度U2，以及叶轮叶片的出口角度α。
请参见附图8，在不同流量Q下，采用计算流体动力学数值模拟方法对仅翼型导叶1进行了上述变换的蜗壳式大型离心泵进行了数值模拟，得到了导叶1变化前后的扬程H随流量Q的变化图。
具有常规导叶结构的大型立式蜗壳式离心泵在流量从0.7Q/Qd下降到0.6Q/Qd时，出现了驼峰现象，使得流量-扬程曲线出现了正斜率，这一现象是由于该大型立式蜗壳式离心泵中出现了脱流损失、冲击损失以及漩涡损失等水力损失造成的；而具有减缓驼峰现象组合导叶结构的大型立式蜗壳式离心泵中流量-扬程曲线未有正斜率出现，使得机组在较大的流量范围内可实现稳定运行。
请参见附图9，在0.6Q/Qd-1.0Q/Qd工况下，翼型导叶1变化前后蜗壳式离心泵的效率基本一致；在0.4Q/Qd-0.6Q/Qd工况下，具有减缓驼峰现象组合导叶结构的蜗壳式离心泵的效率较高，即翼型导叶1的变化提高了小流量工况下该大型立式蜗壳式离心泵的效率。
请参见附图10和附图11，标识D所示的部分表明：在蜗壳3中出现了局部高压，使得该位置附近有较大的压力梯度，可能使蜗壳3承受较大的径向力，从而导致振动和失稳。
对比翼型导叶1改进前后大型立式蜗壳式离心泵中的压力分布情况，可以清楚的得知，翼型导叶1改进前后，蜗壳3内局部高压区范围缩小，即蜗壳3中存在的较大压差的位置减少，蜗壳3中所受作用力得到改善，振动减弱，稳定性增强。
请参见附图12和附图13，标识E，F，G所示的部分表明：由于叶轮2与翼型导叶1之间动静干涉作用引起的能量损失，在叶轮2与翼型导叶1之间的无叶区出现较高的湍动能区域。并且由于叶轮2尾迹影响，翼型导叶1进口处的流体流动状态也受到了影响，造成了较大的能量损失。
对比翼型导叶1改进前后大型立式蜗壳式大型离心泵中的湍动能分布情况可知，翼型导叶1改动区域附近的湍动能减小显著，即该区域的能量损失减少，流态得到改善。
请参见附图14和附图15，标识H所示的部分表明：常规导叶结构中存在较大的流动分离，个别翼型导叶1流道中出现旋涡，旋涡的干扰使得流道中的流体被迫进入其他流道，对其他流道的流动也造成一定的影响。
对比常规导叶结构，减缓驼峰现象组合导叶结构使得导叶区流态得改善，旋涡消失，流线平滑，流动顺畅，效率得以提升
请参见附图16和附图17，标识I，J所示的部分表明：翼型导叶1进口间存在较大的逆压梯度，造成导叶流域产生较大的水力损失，降低了大型立式蜗壳式离心泵的运行效率。
对比翼型导叶1改进前后可知，减缓驼峰现象组合导叶结构可减小导叶进、出口间的逆压梯度，改善翼型导叶1流道内压力的不均匀分布，从而减小翼型导叶1流域的水力损失。

Claims (5)

1.一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶组合结构，包括叶轮(2)，蜗壳(3)和吸入肘管(4)，所述蜗壳(3)内设置有蜗壳上环(5)和蜗壳下环(6)，所述叶轮(2)的出口和所述蜗壳(3)的进口之间设置有若干片翼型导叶(1)，所述导叶(1)通过所述蜗壳上环(5)和所述蜗壳下环(6)固定，其特征在于，所述翼型导叶(1)的数量为奇数个，所述翼型导叶(1)分为第一翼型导叶(1-1)和第二翼型导叶(1-2)，所述蜗壳(3)的断面面积最小处设置有一个第二翼型导叶(1-2)，沿着蜗壳进口方向，以与所述蜗壳(3)的断面面积最小处的翼型导叶相邻的翼型导叶为起算点，沿着蜗壳进口方向145°范围内的所有翼型导叶均为第一翼型导叶(1-1)，每片所述第一翼型导叶(1-1)的导叶进口位置和进口角度与所述第二翼型导叶(1-2)相同，每片所述第一翼型导叶(1-1)的叶片横截面面积为第二翼型导叶(1-2)的0.7倍，每片所述第一翼型导叶(1-1)的弦长为第二翼型导叶(1-2)的0.85倍，每片所述第一翼型导叶(1-1)的翼型厚度为第二翼型导叶(1-2)的0.85倍。
2.根据权利要求1所述的一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶组合结构，其特征在于，所述第二翼型导叶(1-2)为常规翼型导叶，所述第二翼型导叶(1-2)的导叶结构满足：
导叶进口的基圆直径D3＝D2+(2～10)mm； (1)
其中，D2：叶轮出口直径；
导叶进口轴面速度
Figure FDA0002672935250000011
其中，Q：实际流量；R3-导叶进口半径；b3-导叶流道进口宽度；排挤系数
Figure FDA0002672935250000012
其中，δ3-导叶叶片入口厚度；z-导叶叶片数；D3-导叶进口基圆直径；α3：导叶进口角度；导叶进口圆周分速度
Figure FDA0002672935250000013
其中，vu2-叶轮出口速度在圆周方向上的分量；R2-叶轮出口半径；
导叶进口液流角α′3计算公式为：
Figure FDA0002672935250000014
其中，vm3-导叶进口速度在轴面方向的分量；vu3-导叶进口速度在圆周方向的分量；导叶进口角度大于液流角，即：
tanα3＝(1.1～1.3)tanα； (5)
其中，α-叶轮叶片的出口角度；
导叶喉部速度，即导叶流道最小面积处速度
Figure FDA0002672935250000021
其中，k3-速度系数；g-重力加速度；H-实际扬程；
导叶喉部高度
Figure FDA0002672935250000022
导叶出口速度v4＝(0.4～0.5)v3 (8)
导叶出口直径D4＝(1.3～1.5)D3mm (9)。
3.根据权利要求1或2所述的一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶组合结构，其特征在于，所述第一翼型导叶(1-1)的数量为五片，所述第二翼型导叶(1-2)的数量为六片，其中所述蜗壳(3)的断面面积最小处的翼型导叶相当于蜗壳隔舌。
4.一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将奇数个导叶分为第一翼型导叶(1-1)和第二翼型导叶(1-2)两种不同的导叶分别进行设计；其中：沿着蜗壳进口方向，以与蜗壳(3)的断面面积最小处的翼型导叶相邻的翼型导叶为起算点，沿着蜗壳进口方向145°范围内的所有翼型导叶均为第一翼型导叶(1-1)，其余导叶均为第二翼型导叶(1-2)；
S2：设计第二翼型导叶(1-2)的结构，其满足
导叶进口的基圆直径D3＝D2+(2～10)mm； (1)
其中，D2：叶轮出口直径；
导叶进口轴面速度
Figure FDA0002672935250000023
其中，Q：实际流量；R3-导叶进口半径；b3-导叶流道进口宽度；排挤系数
Figure FDA0002672935250000024
其中，δ3-导叶叶片入口厚度；z-导叶叶片数；D3-导叶进口基圆直径；α3：导叶进口角度；导叶进口圆周分速度
Figure FDA0002672935250000025
其中，vu2-叶轮出口速度在圆周方向上的分量；R2-叶轮出口半径；
导叶进口液流角α′3计算公式为：
Figure FDA0002672935250000031
其中，vm3-导叶进口速度在轴面方向的分量；vu3-导叶进口速度在圆周方向的分量；导叶进口角度大于液流角，即：
tanα3＝(1.1～1.3)tanα； (5)
其中，α-叶轮叶片的出口角度；
导叶喉部速度，即导叶流道最小面积处速度
Figure FDA0002672935250000032
其中，k3-速度系数；g-重力加速度；H-实际扬程；
导叶喉部高度
Figure FDA0002672935250000033
导叶出口速度v4＝(0.4～0.5)v3； (8)
导叶出口直径D4＝(1.3～1.5)D3mm (9)；
S3：设计第一翼型导叶(1-1)的结构，其满足每片所述第一翼型导叶(1-1)的导叶进口位置和进口角度与所述第二翼型导叶(1-2)相同，每片所述第一翼型导叶(1-1)的叶片横截面面积为第二翼型导叶(1-2)的0.7倍，每片所述第一翼型导叶(1-1)的弦长为第二翼型导叶(1-2)的0.85倍，每片所述第一翼型导叶(1-1)的翼型厚度为第二翼型导叶(1-2)的0.85倍。
5.根据权利要求4所述的一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶设计方法，其特征在于，所述第一翼型导叶(1-1)的数量为五片，所述第二翼型导叶(1-2)的数量为六片，其中所述蜗壳(3)的断面面积最小处的翼型导叶相当于蜗壳隔舌。
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