CN116379000B - 疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型 - Google Patents

疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型 Download PDF

Info

Publication number
CN116379000B
CN116379000B CN202310262410.2A CN202310262410A CN116379000B CN 116379000 B CN116379000 B CN 116379000B CN 202310262410 A CN202310262410 A CN 202310262410A CN 116379000 B CN116379000 B CN 116379000B
Authority
CN
China
Prior art keywords
end wall
axisymmetric
impeller
modeling
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310262410.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116379000A (zh
Inventor
郭涛
胡京招
刘明明
王文魁
庄海飞
夏铖
曹蕾
林挺
吴腾伟
马源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CCCC National Engineering Research Center of Dredging Technology and Equipment Co Ltd
Original Assignee
CCCC National Engineering Research Center of Dredging Technology and Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CCCC National Engineering Research Center of Dredging Technology and Equipment Co Ltd filed Critical CCCC National Engineering Research Center of Dredging Technology and Equipment Co Ltd
Priority to CN202310262410.2A priority Critical patent/CN116379000B/zh
Publication of CN116379000A publication Critical patent/CN116379000A/zh
Priority to PCT/CN2023/141837 priority patent/WO2024193161A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116379000B publication Critical patent/CN116379000B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2294—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for protection, e.g. against abrasion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/24—Vanes
    • F04D29/242—Geometry, shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明提供了一种疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型，所述叶轮的端壁不是轴对称的，而是在同一轴面半径上具有相对的凹凸变化，应用于闭式叶轮或半开式叶轮上。所述非轴对称端壁造型的起点位于叶轮进口之后，终点位于叶轮出口处或叶轮出口之前，所述叶轮的端壁面在所述非轴对称端壁造型之外的其它部分仍为轴对称的环面；且所述非轴对称端壁造型在各个叶片流道之间具有周期重复性。采用本发明所述非轴对称端壁造型的泥泵叶轮，相较未采用的原叶轮，具有明显改善叶轮内固液两相流动均匀性、减少叶轮流道中后部及其他部位磨损、并提升泵效能等有益效果。

Description

疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型
技术领域
本发明属于疏浚离心式泥泵的技术领域，具体地讲，是涉及一种疏浚行业离心式泥泵叶轮端壁面上的非轴对称结构造型。
背景技术
泥泵，又称为泥浆泵、渣浆泵，通过泵送的方式使用水动力连续输送泥土、砂砾、碎矿石等物质，广泛用于疏浚、矿业、化工行业。疏浚行业中的泥泵多采用单级单吸离心泵形式，通常具备流量大、允许通过的固粒直径大、耐磨、高效、便于拆卸等特征。但尖锐的中、粗砂土质对泥泵内部表面的磨损作用巨大，该工况下高铬白口铸铁合金等常见的泥泵内表面耐磨材料的寿命仅为细、粉沙土质工况下的1/10～1/30，降低施工效率的同时，大幅增加了施工成本。
泥泵内表面的磨损不可避免且并不均匀，磨损的具体发生位置受内部固-液流动影响，与泵型和工况等因素密切相关。离心式泥泵叶轮内，磨损多集中在叶片前缘、叶轮端壁上靠近叶片前缘的位置、叶片中后部(包括叶片尾缘)等位置。叶轮的端壁指叶片两端连接的壁面，即叶轮前、后盖板的内侧面。由于流动方向在上述位置附近发生明显改变，固体颗粒受惯性影响脱离主要流动方向，撞击约束流动的附近壁面。
泥泵不同于水泵，常规水泵中的流动损失，可以通过叶片弯扭造型、附加短叶片等技术手段来避免并实现性能的提升。而泥泵的输送物中存在大量固体颗粒，为保证粗大固体颗粒的通过性能，泥泵的叶片高度(叶高，又称叶展、叶宽)并不随叶轮轴面(又称子午面)半径的增加而明显减小，且叶片数较少，通常条件下无法使用短叶片或过度弯扭的长叶片。泥泵由于其自身的特性导致叶片流道的截面积在流道中后部扩张严重，叶片约束能力下降，平均径向流速随轴面半径增加而迅速降低。泥泵内颗粒伴随流动在流道内不断折转，更容易撞击叶片，造成相对集中的叶片中后部磨损,同时导致泥泵在输送泥浆时的效能明显低于清水工况。因此，有必要提供一种关于泥泵叶轮的技术方案，以解决叶轮流道严重扩散带来的叶轮内流道磨损集中的问题。
非轴对称端壁造型技术源于20世纪80-90年代提出的一种涡轮机械流动控制概念，并于21世纪初发展成一种先进涡轮机/压气机的新型设计技术：改变扩压段的长静叶栅流道上下端壁(即叶栅上下环面)，使其不再是轴对称的圆台面，而是具有特殊设计的高低起伏，可以改善近壁的次要流动，从而提升轮机效率。如图1所示，为叶栅底部使用非轴对称端壁设计的示意图。CN201910173245.7公开了一种具有非对称端壁造型的单级轴流高压压气机；CN 201110459987.X公开了一种压气机/涡轮环形叶栅的非轴对称端壁造型方法；非轴对称端壁造型技术目前局限于以气体为介质的轮机/压气机领域，作用是减少气体总压损失；尚未有在泵类机械中研究或使用的记载。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种应用于疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型，该端壁造型在同一轴面半径上具有不同的轴向位置，表现出非轴对称的端壁表面凹凸变化。这种设计基于流动控制的基本原理，利用端壁造型抑制泥泵流道因扩散严重而产生的流动恶化，合理调节叶片载荷，减少疏浚泥泵叶轮中后部的集中磨损。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型，所述叶轮的端壁不是轴对称的，而是在同一轴面半径上具有相对的凹凸变化，所述非轴对称端壁造型的起点位于叶轮进口之后，终点位于叶轮出口处或叶轮出口之前，所述叶轮的端壁面在所述非轴对称端壁造型之外的其它部分仍为轴对称的环面；且所述非轴对称端壁造型在各个叶片流道之间具有周期重复性。
本发明进一步设置为，所述非轴对称端壁造型的端壁曲面在径向和周向上均是可导的，其凹凸的程度在所述起点处由零开始逐渐增强，在非出口的终点处逐渐减弱为零。
本发明进一步设置为，所述非轴对称端壁造型可应用于闭式叶轮或半开式叶轮上。
本发明进一步设置为，所述非轴对称端壁造型的最大起伏比例，即在整个非轴对称端壁造型中，同一轴面半径上最凸点与最凹点之差与相同半径处平均流道高度之比的最大值不小于5％，不超过20％；其中所述平均流道高度对于闭式叶轮而言，为相同半径处两侧端壁的平均间距；对于半开式叶轮而言，为相同半径处叶片高度与叶顶间隙之和的平均值。
本发明进一步设置为，所述非轴对称端壁造型在单个叶片流道内具体设置为下列情况之一：
所述端壁在叶片流道的压力面侧凸起，在吸力面侧凹陷，用于改善大通道涡所导致的吸力面磨损；所述端壁在叶片流道的压力面侧凹陷，在吸力面侧凸起，用于改善压力面磨损；所述端壁在叶片流道的中部凸起，用于改善两侧压力面和吸力面的磨损集中并提升效能；所述端壁在叶片流道的中部凹陷，用于增强流道的通过性能。
本发明进一步设置为，所述非轴对称端壁造型与相交的叶轮叶片顶部、根部表面之间具有光滑衔接的弧形倒角。
本发明进一步设置为，所述非轴对称端壁造型可由多条理论流面边线为骨线蒙皮生成，所述非轴对称端壁造型的相对凹凸性沿着无穷叶片假设下的流面边线是一致的。
本发明进一步设置为，所述非轴对称端壁造型在同一流面边线上，随着边线长度的变化，其凹凸程度可趋同也可不同。
本发明进一步设置为，同一流面边线上凹凸程度不同时，本发明提供了两种端壁凹凸程度随边线长度变化的公式，式(1)为一种线性变化方程，式(2)为一种双曲正切函数方程：
式中，l为当地边线长度，I为边线长度为l时的端壁凹凸程度，即端壁实际位置与相同半径处平均位置间的差值；Imax为端壁在该流面边线上的最大凹凸值，取正为凸，取负为凹；lmax为边线总长度；b、c为中间参数，共同决定了端壁造型处的位置；b决定了端壁造型主要变化处的倾斜程度。
本发明进一步设置为，所述非轴对称端壁造型的非轴对称特性导致端壁沿不同流面边线的凹凸性不同或是凹凸程度不同。
本发明进一步设置为，本发明提供了两种端壁凹凸程度随不同流面边线(通过流面边线起点的周向位置角θ来区分)而改变的关系方程。式(3)为一种三角函数方程；式(4)为基于压差的参数拟合方程：
h(θ)＝hmaxcos(nθ+β) 式(3)
式中，θ为用来区分不同流面及其边线的起点的周向位置角，可定义任一流面起点的θ值为0，则其他流面起点的θ值为相对该流面起点的旋转角度；h为起点为周向位置角θ的流面边线上端壁的实际位置与相同半径处平均位置间的差值，正值为凸，负值为凹；hmax为同一圆周上端壁的最大凹凸程度，优选的，所述hmax与从进口到当地的流面边线长度有关，可通过式(1)和式(2)获得。
n为端壁造型特征在一个圆周内的重复周期，是叶片数的整数倍；β为相位角；
ΔPθ为起点为周向位置角θ的流面边线上当地的压力与周向平均压力的差值；ΔPmax为同一圆周上流面边线压力与周向平均压力的最大差值；OSL为普通最小二乘法拟合操作，[]内为拟合后得到的多项式形式。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)通过本发明的非轴对称端壁造型，在保证了疏浚泥泵粗大固体颗粒通过性的前提下，抑制了叶轮流道的中后部因扩散严重而带来叶片约束能力下降、流动恶化的情况；可以避免大涡产生，降低了近壁面的相对流速，减小叶轮中后部的磨损。
(2)本发明的非轴对称端壁造型的非轴对称特性在一定程度上分摊了叶片的磨损，进一步抑制了集中磨损。
(3)本发明的非轴对称端壁造型同时还可以改善叶片流道中后部的流动而提高效率，提升泥泵效能，同时还具有改善叶轮进口附近、扩压室内、蜗壳内磨损等其他功效。
附图说明
图1为叶栅底部的非轴对称端壁的设计示意图；
图2为具有非轴对称端壁的叶轮三维剖视图(剖面过旋转轴)；
图3为几种特定的非轴对称端壁造型的样式:PS(压力面),SS(吸力面)；
图4A为非轴对称端壁造型叶轮在无穷叶片假设下的多个S2流面；
图4B为叶轮中非轴对称端壁造型的单个叶片流道；
图5为叶轮的轴面投影，包括图4各理论流面的轴面投影；
其中，1.静叶栅叶片；2.高低起伏的端壁；3.叶轮进口；4.叶轮叶片；5.叶轮前盖板(Shroud)；6.叶轮后盖板(hub)；7.过旋转轴的叶轮剖面；8.叶轮出口；9.离心式叶轮的旋转轴；10.非轴对称端壁造型叶轮在无限叶片假设下的多个S2流面(圆周阵列真实叶片的中骨面所截取的叶片流道面)；11.前盖板(Shroud)侧的流面边线；12.后盖板(hub)侧的流面边线；13.非轴对称端壁造型的单叶片流道(多个S2流面放样生成)；14.具有轴对称端壁的叶轮流道的轴面投影(叶片流道之前的部分)；15.多个S2流面的轴面投影；16.多个S2流面的边线在轴面上的投影。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。应理解，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
本发明的所述疏浚泥泵叶轮中，所述叶轮的端壁不是轴对称的，而是在同一轴面半径上存在相对的凹凸变化(即本发明所述的非轴对称端壁造型)，其中叶轮的端壁为叶轮盖板的内侧表面，因此，所述叶轮的端壁具有明显的三维特征，不能采用二维的轴面来表示或确定。如图2所示，为具有非轴对称端壁造型的泥泵叶轮的三维剖视图，所述非轴对称端壁造型的起点位于叶轮进口3之后，终点位于叶轮出口8处或叶轮出口8之前，所述叶轮的端壁面在所述非轴对称端壁造型之外的其它部分仍为轴对称的环面，即所述叶轮进口3处以及终点位于所述叶轮出口8之前时的叶轮出口8处为轴对称的环面；且所述非轴对称端壁造型在单个叶片流道内，即相邻两个叶轮叶片4之间具有特定规律，所述非轴对称端壁造型在各个叶片流道之间具有周期重复性(可圆周镜像)。
本发明的所述非轴对称端壁造型具有叶片简单弯扭造型难以达到的效果，可以明显辅助叶片来约束端壁附近的砂水流动：凸起的端壁将减小当地叶高，导致流动相对增速降压；凹陷的端壁将增加当地叶高，导致流动相对降速增压；合理地控制压力梯度可以尽量避免脱流、回流、涡流等不良流动；而周向非对称的凹凸起伏将抑制端壁附近周向二次流的发生。
进一步的，所述非轴对称端壁造型的端壁曲面在径向和周向上均是可导的，即均是变化率连续的，其凹凸的程度在所述起点处由零开始逐渐增强，在非出口的终点处逐渐减弱为零。
进一步的，所述非轴对称端壁造型可应用于闭式叶轮或半开式叶轮上。具体的，如图2所示，闭式叶轮具有前、后两侧盖板5、6，可在其两侧或任一单侧盖板端壁上采用所述非轴对称端壁造型；半开式叶轮具有一侧盖板，仅能在该侧盖板端壁上采用所述非轴对称端壁造型；全开式叶轮不包括盖板，因此无法采用端壁造型。
进一步的，所述非轴对称端壁造型的最大起伏比例，即在整个非轴对称端壁造型中，同一轴面半径上最凸点与最凹点之差与相同半径处平均流道高度之比的最大值不小于5％，不超过20％；其中所述平均流道高度对于闭式叶轮而言，为相同半径处两侧端壁的平均间距；对于半开式叶轮而言，为相同半径处叶片高度与叶顶间隙之和的平均值。
进一步的，如图3所示，公开了所述非轴对称端壁造型在单个叶片流道内的四种整体形式，其中PS为压力面，SS为吸力面。
如图3-1所示，所述叶轮的端壁在叶片流道的压力面侧凸起，在吸力面侧凹陷，主要适用于改善大通道涡所导致的吸力面磨损；
如图3-2所示，所述叶轮的端壁在叶片流道的压力面侧凹陷，在吸力面侧凸起，主要适用于改善压力面磨损；
如图3-3所示，所述叶轮的端壁在叶片流道的中部凸起，主要适用于改善两侧压力面和吸力面的磨损集中并提升效能；
如图3-4所示，所述叶轮的端壁在叶片流道的中部凹陷，主要适用于增强流道的通过性能。
进一步的，所述非轴对称端壁造型与相交的叶轮叶片4的顶部、根部表面之间具有光滑衔接的弧形倒角。
进一步的，在叶轮的无穷叶片假设下，叶轮内的流面与无穷叶片面重合，即真实叶片中骨面(到叶片压力面与吸力面距离相等的面)的周向无穷阵列，如图4A所示，为非轴对称端壁造型叶轮在无穷叶片假设下的多个S2流面10(圆周阵列真实叶片的中骨面所截取的叶片流道面)，图示每个流面均为理论流面，11和12分别为前盖板侧和后盖板侧的理论流面边线。所述非轴对称端壁造型可由多条理论流面边线为骨线蒙皮生成，如图4B所示，具有非轴对称端壁造型的单叶片流道可由多个理论流面放样生成。
一般设计中，所述非轴对称端壁造型的相对凹凸性沿着无穷叶片假设下的流面边线是一致的，也就是说，若所述非轴对称端壁造型在一条流面边线的任一位置是凸(凹)的，则端壁在同一条流面边线上的其他位置也是凸(凹)的，当然具体的凹凸程度却不一定相同。
具体的，所述非轴对称端壁造型在同一流面边线上，随着边线长度的变化，其凹凸程度可趋同也可不同。同一流面边线上凹凸程度不同时，本发明提供了两种端壁凹凸程度随边线长度变化的公式，式(1)为一种线性变化方程，式(2)为一种双曲正切函数方程：
式中，l为当地边线长度，I为边线长度为l时的端壁凹凸程度，即端壁实际位置与相同半径处平均位置间的差值；Imax为端壁在该流面边线上的最大凹凸值，取正为凸，取负为凹；lmax为边线总长度；b、c为中间参数，共同决定了端壁造型处的位置；b决定了端壁造型主要变化处的倾斜程度。
进一步的，所述非轴对称端壁造型的非轴对称特性导致端壁沿不同流面边线的凹凸性不同或是凹凸程度不同。
本发明提供了两种端壁凹凸程度随不同流面边线(通过流面边线起点的周向位置角θ来区分)而改变的关系方程。式(3)为一种三角函数方程；式(4)为基于压差的参数拟合方程：
h(θ)＝hmaxcos(nθ+β) 式(3)
式中，θ为用来区分不同流面及其边线的起点的周向位置角，可定义任一流面起点的θ值为0，则其他流面起点的θ值为相对该流面起点的旋转角度；h为起点为周向位置角θ的流面边线上端壁的实际位置与相同半径处平均位置间的差值，正值为凸，负值为凹；hmax为同一圆周上端壁的最大凹凸程度，优选的，所述hmax与从进口到当地的流面边线长度有关，可通过式(1)和式(2)获得。
n为端壁造型特征在一个圆周内的重复周期，是叶片数的整数倍；β为相位角；
ΔPθ为起点为周向位置角θ的流面边线上当地的压力与周向平均压力的差值；ΔPmax为同一圆周上流面边线压力与周向平均压力的最大差值；OSL为普通最小二乘法拟合操作，[]内为拟合后得到的多项式形式。
如图5所示，为图4中的各理论流面的轴面投影。该投影可以清晰的看出各流面投影的宽度不同，这就说明端壁沿不同流面边线的凹凸性或凹凸程度不同。
本发明的非轴对称端壁造型，包括但不局限于实施例所例举的四种非轴对称端壁造型整体形式，两种同一端壁流面边线的变化规律公式，两种端壁边线间的关系公式，具体于疏浚泥泵叶轮中实际使用哪种端壁造型，完全根据叶轮内的流动特征而定。
采用本发明所述非轴对称端壁造型的泥泵叶轮，相较未采用的原叶轮，具有明显改善叶轮内固液两相流动均匀性、减少叶轮流道中后部及其他部位磨损、并提升泵效能等有益效果。
本申请做了详尽的描述，其目的在于让熟悉本领域的技术人员能够了解本申请的内容并加以实施，并不能以此限制本申请的保护范围，凡根据本申请的精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型，其特征在于，所述叶轮的端壁在同一轴面半径上具有凹凸变化，所述非轴对称端壁造型的起点位于叶轮进口之后，终点位于叶轮出口处或叶轮出口之前，且所述非轴对称端壁造型在各个叶片流道之间具有周期重复性；
所述非轴对称端壁造型在单个叶片流道内为下列设置中的一种：
所述端壁在叶片流道的压力面侧凸起，在吸力面侧凹陷，用于改善大通道涡所导致的吸力面磨损；
所述端壁在叶片流道的压力面侧凹陷，在吸力面侧凸起，用于改善压力面磨损；
所述端壁在叶片流道的中部凸起，用于改善两侧压力面和吸力面的磨损集中并提升效能；
所述端壁在叶片流道的中部凹陷，用于增强流道的通过性能；
所述非轴对称端壁造型由多条理论流面边线为骨线蒙皮生成，所述非轴对称端壁造型的相对凹凸性沿着无穷叶片假设下的流面边线是一致的；所述非轴对称端壁造型在同一流面边线上，随着边线长度的变化其凹凸程度不同，满足两种端壁凹凸程度随边线长度变化的公式中的一种，式(1)为一种线性变化方程，式(2)为一种双曲正切函数方程：
式(1)
式(2)
式中，l为当地边线长度，I为边线长度为l时的端壁凹凸程度，即端壁实际位置与相同半径处平均位置间的差值；I max为端壁在该流面边线上的最大凹凸值，取正为凸，取负为凹；l max为边线总长度；b、c为中间参数，共同决定了端壁造型处的位置；b决定了端壁造型主要变化处的倾斜程度；
所述非轴对称端壁造型的非轴对称特性导致端壁沿不同流面边线的凹凸程度不同；所述非轴对称端壁造型满足两种端壁凹凸程度随不同流面边线而改变的关系方程中的一种，式(3)为一种三角函数方程；式(4)为基于压差的参数拟合方程：
式(3)
式(4)
式中，θ为用来区分不同流面及其边线的起点的周向位置角，定义任一流面起点的θ值为0，则其他流面起点的θ值为相对该流面起点的旋转角度；h为起点为周向位置角θ的流面边线上端壁的实际位置与相同半径处平均位置间的差值，正值为凸，负值为凹；h max为同一圆周上端壁的最大凹凸程度；
n为端壁造型特征在一个圆周内的重复周期，是叶片数的整数倍；β为相位角；
ΔP θ 为起点为周向位置角θ的流面边线上当地的压力与周向平均压力的差值；ΔP max 为同一圆周上流面边线压力与周向平均压力的最大差值；OSL为普通最小二乘法拟合操作，[]内为拟合后得到的多项式形式。
2.根据权利要求1所述的疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型，其特征在于，所述非轴对称端壁造型的端壁曲面在径向和周向上均是可导的，其凹凸的程度在所述起点处由零开始逐渐增强，在非出口的终点处逐渐减弱为零。
3.根据权利要求1所述的疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型，其特征在于，所述非轴对称端壁造型应用于闭式叶轮或半开式叶轮上。
4.根据权利要求1所述的疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型，其特征在于，所述非轴对称端壁造型的最大起伏比例，即在整个非轴对称端壁造型中，同一轴面半径上最凸点与最凹点之差与相同半径处平均流道高度之比的最大值不小于5%，不超过20%。
5.根据权利要求1所述的疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型，其特征在于，所述非轴对称端壁造型与相交的叶轮叶片顶部、根部表面之间具有光滑衔接的弧形倒角。
CN202310262410.2A 2023-03-17 2023-03-17 疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型 Active CN116379000B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310262410.2A CN116379000B (zh) 2023-03-17 2023-03-17 疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型
PCT/CN2023/141837 WO2024193161A1 (zh) 2023-03-17 2023-12-26 疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310262410.2A CN116379000B (zh) 2023-03-17 2023-03-17 疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116379000A CN116379000A (zh) 2023-07-04
CN116379000B true CN116379000B (zh) 2024-04-09

Family

ID=86972339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310262410.2A Active CN116379000B (zh) 2023-03-17 2023-03-17 疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN116379000B (zh)
WO (1) WO2024193161A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116379000B (zh) * 2023-03-17 2024-04-09 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006002689A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Hitachi Home & Life Solutions Inc 送風機
CN110439851A (zh) * 2019-08-28 2019-11-12 浙江工业大学 一种具有抗空蚀叶片的离心泵
CN110608068A (zh) * 2019-09-10 2019-12-24 中国科学院工程热物理研究所 一种耦合非轴对称端壁的径流涡轮导叶结构
CN110657126A (zh) * 2019-09-10 2020-01-07 中国科学院工程热物理研究所 控制离心叶轮流动的非轴对称轮毂结构、离心叶轮
CN114198336A (zh) * 2022-01-19 2022-03-18 汉江弘源襄阳碳化硅特种陶瓷有限责任公司 一种复合陶瓷叶轮及其生产工艺
CN115013318A (zh) * 2022-06-09 2022-09-06 浙江理工大学 一种用于多级离心泵的双吸叶轮结构及其设计方法
CN115391952A (zh) * 2022-08-30 2022-11-25 中国航发湖南动力机械研究所 一种非轴对称造型方法、工作叶片及燃气涡轮

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3440360B1 (en) * 2016-04-06 2023-08-30 FLSmidth A/S Low inlet vorticity impeller having enhanced hydrodynamic wear characteristics
US11952875B2 (en) * 2019-10-25 2024-04-09 Schlumberger Technology Corporation Non-axisymmetric hub and shroud profile for electric submersible pump stage
CN116379000B (zh) * 2023-03-17 2024-04-09 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006002689A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Hitachi Home & Life Solutions Inc 送風機
CN110439851A (zh) * 2019-08-28 2019-11-12 浙江工业大学 一种具有抗空蚀叶片的离心泵
CN110608068A (zh) * 2019-09-10 2019-12-24 中国科学院工程热物理研究所 一种耦合非轴对称端壁的径流涡轮导叶结构
CN110657126A (zh) * 2019-09-10 2020-01-07 中国科学院工程热物理研究所 控制离心叶轮流动的非轴对称轮毂结构、离心叶轮
CN114198336A (zh) * 2022-01-19 2022-03-18 汉江弘源襄阳碳化硅特种陶瓷有限责任公司 一种复合陶瓷叶轮及其生产工艺
CN115013318A (zh) * 2022-06-09 2022-09-06 浙江理工大学 一种用于多级离心泵的双吸叶轮结构及其设计方法
CN115391952A (zh) * 2022-08-30 2022-11-25 中国航发湖南动力机械研究所 一种非轴对称造型方法、工作叶片及燃气涡轮

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024193161A1 (zh) 2024-09-26
CN116379000A (zh) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108425704B (zh) 含有导流结构的涡轮机
EP1046783B1 (en) Turbine blade units
CN116379000B (zh) 疏浚泥泵叶轮的非轴对称端壁造型
EP3760873B1 (en) Impeller for centrifugal pump of the recessed impeller type, and pump with such an impeller
CN102587997A (zh) 用于轴流式涡轮机的翼型叶片
CN103557166B (zh) 一种多级离心式压缩机
CN1189666C (zh) 离心式叶轮机械中的一种后弯叶片叶轮
CN214464916U (zh) 一种具有高效空间导叶的多级熔盐泵
CN110657126B (zh) 控制离心叶轮流动的非轴对称轮毂结构、离心叶轮
EP3835591A1 (en) Impeller for centrifugal pump, particularly for a recessed-impeller pump, and pump with such an impeller
CN113236607B (zh) 一种大型工程泵蜗壳的设计方法及其蜗壳
CN210949272U (zh) 一种小叶片独立设计的楔形整体式扩压器
CN115559932B (zh) 一种带分流叶片的盖板延伸式低噪声泵叶轮
CN110439724A (zh) 一种用于水力机械的混流式转轮
CN112160941B (zh) 一种改善蜗壳式离心泵驼峰不稳定现象的导叶组合结构
NL2018044B1 (en) Impeller with rotor blades for centrifugal pump
CN103114953A (zh) 混流式水轮机反向s型长短叶片转轮
CN112943686A (zh) 一种离心压气机叶轮及其设计方法
CN2821239Y (zh) 双吸离心泵的改进型叶轮
CN202194767U (zh) 轴流式水轮机新型转轮
Liang et al. The recent progresses in industrial centrifugal compressor designs
CN206360924U (zh) 一种离心泵叶轮
CN110410259B (zh) 一种叶片头部悬伸式转轮
CN104165156A (zh) 一种不等出口环量分布的轴流泵叶轮设计方法
CN104775853B (zh) 给水泵汽轮机次末级动叶片

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant