[发明专利]离心泵叶轮的四工况点水力设计方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种离心泵叶轮的四工况点水力设计方法，即可以在离心泵的低比转数工况设计叶轮时使用，也可以在离心泵的高比转数工况设计叶轮时使用，尤其适用于对离心泵性能参数要求严格的情况使用。 

背景技术

目前，公知的离心泵叶轮设计均采用速度系数法，这种方法是按使用场合提出的某一个工况点进行叶轮几何参数的设计，该方法确定叶轮主要几何参数公式如下： 

D2=KD2QBEPn3]]>

b2=Kb2QBEPn3]]>

式中D₂——叶轮叶片外圆直径，米； 

b₂——叶轮叶片出口宽度，米； 

n——转速，转/分； 

Q_BEP——最优效率工况点流量，米³/秒； 

K_D2——叶轮叶片外圆直径系数； 

K_b2——叶轮叶片外圆宽度系数。 

采用传统速度系数法设计的离心泵，其轴功率曲线随流量的增加而不断上升，经常会出现离心泵在大流量区运行时过载或烧毁电机的现象。同时，采用速度系数法设计离心泵只能保证了最优效率工况点的性能，而其它工况点的性能，由于偏离最优效率工况，其性能在设计中根本无法保证。通常情况下，应用离心泵的现场，其使用要求不能固定在最优效率工况，或根本不是最优效率工况，即对离心泵叶轮的设计不仅应考虑最优效率点的高效率，同时也应满足在其它工况下使用时的可靠性，这就要求离心泵要有较宽的性能范围，以适应从零流量工况 至大于最优效率工况流量的工况变化。目前许多应用现场对离心泵均有严格的性能曲线要求，不仅要求其满足最优效率工况点性能要求，同时也要满足其它工况点的性能要求，即仅仅满足1个工况点的设计是远远不够的，因此，要求离心泵叶轮的设计可以满足四个工况点。可以看出，采用速度系数法进行离心泵叶轮的水力设计越来越不符合日益复杂的生产需要。 

先有的专利技术89212885.2号专利“用于旋转流体机械的渐开线叶轮”、90214606.8号专利“一种无过载低比速离心泵叶轮”和200410014937.0号专利“一种低比转数离心泵叶轮设计方法”，提出了一些新的离心泵叶轮设计方法，但在这三个专利中离心泵叶轮几何参数的确定均是建立在最优效率工况点的基础上，均只能保证最优效率工况点的性能，对如何保证其它工况点性能没有考虑，不能达到离心泵叶轮的四工况点水力设计要求。 

发明内容

为了克服现有离心泵叶轮设计方法的不足，本发明提供一种新的离心泵叶轮的四工况点水力设计方法。采用本发明设计的叶轮可以对叶轮的几何参数进行调节，能达到离心泵的设计性能曲线与要求的性能曲线重合的效果，满足四个工况点要求的目的。本发明专利可以保证离心泵的实际运行性能曲线与要求性能曲线的一致性，特别适用于多个工况点性能要求严格的离心泵叶轮设计。 

本发明的技术方案是：