RU2452875C2 - Рабочее колесо центробежного насоса - Google Patents
Рабочее колесо центробежного насоса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2452875C2 RU2452875C2 RU2010132520/06A RU2010132520A RU2452875C2 RU 2452875 C2 RU2452875 C2 RU 2452875C2 RU 2010132520/06 A RU2010132520/06 A RU 2010132520/06A RU 2010132520 A RU2010132520 A RU 2010132520A RU 2452875 C2 RU2452875 C2 RU 2452875C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- impeller
- pump
- efficiency
- angle
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области центробежных насосов. Рабочее колесо центробежного насоса содержит, по меньшей мере, две лопасти с различным углом входа βл1. Все лопасти рабочего колеса расположены с постоянным внешним шагом α и имеют одинаковый угол выхода βл2. В частном случае каждой лопасти соответствует лопасть с таким же углом входа βл1, расположенная симметрично относительно центра рабочего колеса. Рабочее колесо может включать три пары лопастей с различными углами входа βл1. Достигается прирост КПД насоса в области значений подачи, отличных от расчетного значения. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области центробежных насосов, в частности, к конструированию их рабочих колес, и может быть использовано для повышения эффективности работы насосов в системах теплоснабжения и водоснабжения.
Лопастная система рабочих колес насосов профилируется для расчетного значения подачи насоса исходя из условия снижения гидравлических потерь. Минимизация гидравлических потерь позволяет обеспечить максимальный КПД насоса в оптимальном режиме его работы, соответствующем расчетному значению подачи.
Основные закономерности для профилирования лопастной системы рабочего колеса центробежного насоса изложены в издании: М.Д. АЙЗЕНШТЕЙН Центробежные насосы для нефтяной промышленности. - М.: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы, 1957. Однако рабочее колесо, спроектированное в соответствии с указанным источником, будет обеспечивать минимальные гидравлические потери, т.е. высокое значение КПД насоса, только в узкой области вблизи расчетных значений подачи насоса.
Методика построения лопастной системы центробежного насоса получила развитие в работе: А.Н. МАШИН. Профилирование проточной части рабочих колес центробежных насосов. - М.: Московский Ордена Ленина Энергетический Институт, 1976. В данной публикации детально раскрыта методика расчета всех параметров лопастной системы, при этом насос, оснащенный таким рабочем колесом, также показывает высокую эффективность только при работе в оптимальном режиме или вблизи него.
Таким образом, известные из уровня техники рабочие колеса не позволяют эффективно использовать насос при значениях подачи, значительно отличающихся от расчетных.
Однако в реальных условиях, в частности в системах теплоснабжения и водоснабжения, значительную часть времени насос эксплуатируется в режиме, отличном от оптимального, например при значении подачи меньше расчетного. В таких условиях КПД насоса существенно снижается. Следует отметить, что производитель устанавливает расчетное значение подачи ближе к максимальному ее значению, поскольку насос должен обеспечить устойчивую работу во всем заявленном диапазоне подачи. Следовательно, оптимальный режим работы насоса не всегда соответствует режиму эксплуатации, а средневзвешенный по времени КПД насоса может оказаться значительно ниже расчетного.
Задачей изобретения является повышение КПД насоса в области значений подачи насоса, отличающихся от расчетного значения подачи.
Для решения этой задачи предлагается рабочее колесо центробежного насоса, которое содержит, по меньшей мере, две лопасти, имеющие различные углы входа. Все лопасти при этом могут иметь одинаковый угол выхода. Все лопасти могут располагаться с постоянным внешним шагом. Каждой лопасти может соответствовать лопасть с таким же углом входа, расположенная симметрично относительно центра рабочего колеса, при этом указанные лопасти образуют пару. Рабочее колесо может включать три пары лопастей с различными углами входа.
При использовании изобретения достигаются следующие технические результаты:
- повышение КПД насоса в области значений подачи насоса, отличающихся от расчетного значения подачи насоса;
- повышение средневзвешенного по времени КПД насоса.
Описание осуществления изобретения поясняется ссылками на фигуры:
фиг.1 - исходное рабочее колесо;
фиг.2 - модернизированное рабочее колесо;
фиг.3 - зависимость КПД насоса от подачи для исходного и модернизированного колес.
Лопасти рабочего колеса, изображенного на фиг.1, имеют рабочую поверхность, представленную на чертеже линией L, которая обозначается в дальнейшем как внешняя линия лопасти. Входные кромки лопастей 1 лежат на окружности входа, имеющий диаметр D1. Выходные кромки лопастей 2 лежат на окружности выхода с диаметром D2, как правило, совпадающим с внешним диаметром рабочего колеса. Угол между выходными кромками лопастей α, в дальнейшем - внешний шаг, одинаков для всех лопастей.
Касательная к внешней линии лопасти в точке ее пересечения с окружностью входа и касательная к окружности входа в указанной точке образуют угол входа β1л. Касательная к внешней линии лопасти в точке ее пересечения с окружностью выхода и касательная к окружности выхода в указанной точке образуют угол выхода β2л.
Значения параметров D1, D2, β1л и β2л определены для расчетной подачи насоса при условии максимизации КПД насоса, а также с учетом конструкторских ограничений, и одинаковы для всех лопастей. Поскольку, как показано в приведенной выше работе А.Н. Машина, сопряжение углов входа и выхода может быть осуществлено плавной кривой произвольной формы, то можно считать, что указанные параметры определяют форму и расположение лопастей рабочего колеса. Все лопасти такого рабочего колеса, в дальнейшем - исходные лопасти, одинаковы.
Лопасти рабочего колеса, спроектированного для другого значения подачи насоса, будут иметь иные углы входа и выхода, причем для более низкого значения подачи углы входа и выхода уменьшаются, а для более высокого значения подачи - соответственно увеличиваются.
Исследования показали, что при замене части исходных лопастей лопастями, имеющими другой угол входа, КПД насоса возрастает в области подачи, для которой спроектированы добавленные лопасти. При этом угол выхода заменяющих лопастей целесообразно сохранить равным углу выхода исходных лопастей. Диаметры окружностей входа и выхода, устанавливаемые с учетом конструкторских ограничений, для заменяющих лопастей также сохраняются равными соответствующим значениям этих параметров, определенных для исходных лопастей. Внешний шаг остается постоянным для всех лопастей, и его значение не изменяется.
При осуществлении такой модернизации рабочего колеса КПД насоса на оптимальном режиме работы, для которого разработаны исходные лопасти, ожидаемо снижается. Однако прирост КПД насоса в области низких значений подачи превышает его падение в области оптимального режима, что позволяет получить более высокий средневзвешенный по времени работы КПД насоса.
На фиг.2 представлено модернизированное рабочее колесо, имеющее три пары лопастей. Каждая пара образуется лопастями, расположенными симметрично относительно центра рабочего колеса, при этом лопасти каждой пары имеют одинаковый угол входа, в то время как углы входа лопастей, входящих в разные пары, различны. Такое колесо показывает наилучшие результаты, однако является частным случаем изобретения.
На фиг.3 представлена зависимость КПД насоса от режима его работы для исходного и модернизированного колеса. Повышение КПД насоса в области низкой подачи до 4,5% при применении модернизированного колеса сопровождается незначительным его снижением на оптимальном режиме, что подтверждает достижение заявленного технического результата.
Claims (5)
1. Рабочее колесо центробежного насоса, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, две лопасти, имеющие различный угол входа.
2. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что все лопасти имеют одинаковый угол выхода.
3. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что все лопасти расположены с постоянным внешним шагом.
4. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что каждой лопасти соответствует лопасть с таким же углом входа, расположенная симметрично относительно центра рабочего колеса, при этом указанные лопасти образуют пару.
5. Рабочее колесо по п.4, отличающееся тем, что включает три пары лопастей с различными углами входа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010132520/06A RU2452875C2 (ru) | 2010-08-03 | 2010-08-03 | Рабочее колесо центробежного насоса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010132520/06A RU2452875C2 (ru) | 2010-08-03 | 2010-08-03 | Рабочее колесо центробежного насоса |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2452875C2 true RU2452875C2 (ru) | 2012-06-10 |
Family
ID=46680123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010132520/06A RU2452875C2 (ru) | 2010-08-03 | 2010-08-03 | Рабочее колесо центробежного насоса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2452875C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611122C1 (ru) * | 2016-03-16 | 2017-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Рабочее колесо центробежного насоса |
RU2689060C2 (ru) * | 2014-07-31 | 2019-05-23 | КСБ Акциенгезельшафт | Потоконаправляющий элемент |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1159371A (en) * | 1967-01-23 | 1969-07-23 | Kirloskar Brothers Ltd | Impeller for a Centrifugal Pump |
SU439629A1 (ru) * | 1971-05-13 | 1974-08-15 | В. С. Перов , Э. С. Бархатов | Радиальное рабочее колесо гидромашины |
SU1665094A1 (ru) * | 1989-07-03 | 1991-07-23 | Завод-Втуз Красноярского Политехнического Института | Рабочее колесо лопаточного насоса |
DE4139293C2 (ru) * | 1991-11-29 | 1993-09-09 | Institut Fuer Verbundwerkstoffe Gmbh, 6750 Kaiserslautern, De |
-
2010
- 2010-08-03 RU RU2010132520/06A patent/RU2452875C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1159371A (en) * | 1967-01-23 | 1969-07-23 | Kirloskar Brothers Ltd | Impeller for a Centrifugal Pump |
SU439629A1 (ru) * | 1971-05-13 | 1974-08-15 | В. С. Перов , Э. С. Бархатов | Радиальное рабочее колесо гидромашины |
SU1665094A1 (ru) * | 1989-07-03 | 1991-07-23 | Завод-Втуз Красноярского Политехнического Института | Рабочее колесо лопаточного насоса |
DE4139293C2 (ru) * | 1991-11-29 | 1993-09-09 | Institut Fuer Verbundwerkstoffe Gmbh, 6750 Kaiserslautern, De |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МАШИН А.Н. Профилирование проточной части рабочих колес центробежных насосов. - М.: Московский ордена Ленина энергетический институт, 1976. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2689060C2 (ru) * | 2014-07-31 | 2019-05-23 | КСБ Акциенгезельшафт | Потоконаправляющий элемент |
RU2611122C1 (ru) * | 2016-03-16 | 2017-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Рабочее колесо центробежного насоса |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105485057B (zh) | 一种斜流泵径向导叶的水力设计方法 | |
CN102062118A (zh) | 一种高比转数离心泵叶轮设计方法 | |
CN103994099A (zh) | 一种复合式变曲率低比转速离心泵叶轮设计方法 | |
RU2452875C2 (ru) | Рабочее колесо центробежного насоса | |
CN104314860A (zh) | 一种低比速离心泵叶轮 | |
Sanda et al. | The influence of the inlet angle over the radial impeller geometry design approach with ansys | |
CN102392832A (zh) | 一种全扬程离心泵 | |
Chaudhari et al. | A comparative study of mix flow pump impeller CFD analysis and experimental data of submersible pump | |
CN110608191B (zh) | 一种基于奥森涡的叶片设计方法及其设计的叶片泵 | |
CN102797697A (zh) | 一种轻便泵用叶轮 | |
CN109885886B (zh) | 一种减小多级泵扬程曲线驼峰的水力设计方法 | |
Mohammadi et al. | Analysis of effect of impeller geometry including blade outlet angle on the performance of multi-pressure pumps: Simulation and experiment | |
Lugovaya et al. | Revisited designing of intermediate stage guide vane of centrifugal pump | |
RU170839U1 (ru) | Ступень погружного электроцентробежного насоса | |
CN202597228U (zh) | 一种轻型泵用叶轮 | |
Ahmed et al. | Efficiency enhancement of centrifugal water pump by using inlet guided vanes | |
CN103953489B (zh) | 一种用于直驱冷却塔风机的径流式水轮机转轮 | |
CN104533829A (zh) | 一种斜流泵叶轮水力设计方法 | |
RU2532870C1 (ru) | Способ оптимизации геометрических параметров бокового полуспирального подвода центробежного насоса двухстороннего входа | |
CN107762966A (zh) | 一种高效螺旋后掠轴流叶轮水力模型的设计方法 | |
van der Schoot et al. | Efficiency upgrade of a double-case pump using CFD-based design optimization and scaled model tests | |
CN202417951U (zh) | 一种全扬程离心泵 | |
CN2898381Y (zh) | 高效高压节能型流体输送机 | |
Akanova et al. | WAYS TO REDUCE HYDRAULIC LOSSES IN MULTISTAGE CENTRIFUGAL PUMPING EQUIPMENT FOR MINING AND OIL-PRODUCING INDUSTRIES. | |
Wang et al. | Optimum hydraulic design for a radial diffuser pump using orthogonal experimental method based on CFD |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140804 |