[发明专利]一种单吸双流道叶轮及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单吸双流道叶轮及其设计方法，特别涉及一种离心式单吸双流道叶轮水力设计方法。

背景技术

能源对于人类日常生活水平的提高和国民经济的发展具有重要的意义。他为国家的发展提供重要的物质基础。随着我国经济的快速发展和全球能源的日益减少，如何节约能源已成为人们越来越关注的问题。离心泵是流体机械中重要的泵类产品，具有压力和流量稳定、重量轻、结构紧凑、操作方便可靠和维护费用低的优点。低比转数离心泵由于其独特的优点，现已被广泛用各个行业与领域。

单吸双流道叶轮泵属于离心泵的范围，因其具有扬程高、流量大的特点，被广泛应用于实际生产和工程中。叶轮作为水泵的核心部件，对泵的许多性能参数起决定作用。现有的单吸双叶轮离心泵存在振动较大，导流性能差，流动性不好的现象，不能很好实现输送介质的目的。针对上述存在的不足，本发明人发明了“一种单吸双流道叶轮及设计方法”，不仅给出了单吸双流道叶轮泵叶轮参数系统的、精确的设计方法，还解决了单吸双流道叶轮泵振动大、流动性差的问题，增强了单吸双流动叶轮泵的可靠性，提高了单吸双流道叶轮泵的水力效率，延长了泵的使用寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种单吸双流道叶轮水力设计方法。通过改善叶轮的几个重要参数的设计方法，提高了单吸双叶轮泵的效率和可靠性。使设计的离心泵的叶轮振动变小，导流性能较好，输送介质的能力较好。实现上述目的所采用的技术方案是：

1.单吸双流道叶轮由一个外叶轮和一个内叶轮组成，其中外叶轮为闭式叶轮，内叶轮为开式叶轮，外叶轮和内叶轮之间通过盖板连接；

2.比转数n_s，其计算公式如下：

式中：

n_s—比转数，

H—设计工况的扬程，米；

Q—设计工况的流量，米³/秒；

n—转速，转/分；

3.内叶轮进口直径D_j1，其计算公式如下：

式中：

D_j1—内叶轮进口直径，米；

Mn—轴扭矩，牛顿·米；

Q—设计工况的流量，米³/秒；

[τ]—材料的许用切应力，帕；

n—转速，转/分；

K₁—内叶轮速度系数；

4.内叶轮速度系数K₁，设计公式如下：

(1)主要考虑效率

(2)兼顾效率和汽蚀

K₁＝60.96sin(0.006227n_s+0.4195)+56.73sin(0.006486n_s+3.518)

(3)主要考虑汽蚀

式中：

n_s—比转数；

K₁—内叶轮速度系数；

5.外叶轮进口直径D_j2，其计算公式如下：

式中：

D_j2—外叶轮进口直径，米；

Mn—轴扭矩，牛顿·米；

Q—设计工况的流量，米³/秒；

[τ]—材料的许用切应力，帕；

n—转速，转/分；

K₂—外叶轮速度系数；

6.外叶轮速度系数K₂，设计公式如下：

(1)主要考虑效率

(2)兼顾效率和汽蚀

K₂＝80.47sin(0.006227n_s+0.4195)+74.88sin(0.006486n_s+3.518)

(3)主要考虑汽蚀

式中：

n_s—比转数；

K₂—外叶轮速度系数；

7.内叶轮叶片长度L₁，设计公式如下：

式中：

L₁—内叶轮叶片长度，米；

K_D2—叶轮出口直径修正系数，K_D2＝1.022～1.175；