[发明专利]一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心泵的主要零件的设计方法,特别涉及一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法。

背景技术

对于特殊用途的泵要求泵的扬程在一定的流量的范围内保持平稳，没有较大的波动，因此对离心泵进行优化设计，使其扬程在一定流量范围内保持恒定。

现有技术的恒扬程泵叶轮的水力设计方法没有给出系统的设计方法，而且容易造成性能曲线出现驼峰。而且叶轮水力设计大部分还是需要依赖于经验公式，理论性不强，在实际设计中仍要依赖设计人员的经验。很难做到计算机编程应用和计算机辅助设计。

申请号为201210531650.X号的中国发明专利中公开了一种离心泵恒扬程多工况水力设计方法，该发明给出了叶轮主要几何参数进口直径、叶轮叶片数的设计公式，同时提供了一种离心泵设计优化方法，对其叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶轮出口安放角与流量之间的相互影响关系进行优化计算，并配合喉部面积与第八断面面积的选取，从而在保障离心泵流量扬程曲线的平坦前提下，使离心泵的效率提高，节约了经济成本。但是上述专利中给出的参数有的还是需要经验，并没有完全的理论性。

针对上述存在的缺陷，本发明人发明了一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法，不仅给出了离心式恒扬程泵叶轮几个主要参数系统的、精确的设计方法，还在一定的程度上缓解离心泵扬程曲线出现驼峰现象，延长泵的使用寿命和维修周期，最重要的是有助于计算机编程应用和计算机辅助设计。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种离心式恒扬程泵叶轮水力设计方法。通过改善叶轮的几个重要参数的设计方法，改善流动情况，达到扬程恒定的目的。

实现上述目的所采用的技术方案是：

(1)无修正叶轮出口宽度b₂

式中：

m_b—无修正叶轮出口宽度系数；

Q—设计工况流量，米³/小时；

n—设计工况转速，转/分；

(2)无修正叶轮出口宽度系数m_b

式中：

n_s—比转速；

(3)叶轮出口宽度b_2恒

b_2恒＝(-0.5317Q^-0.1076+1.499)×b₂(3)式中：

Q—设计工况流量，米³/小时；

b₂—无修正叶轮出口宽度；

(4)叶轮进口当量直径D₀

式中：

Q—设计工况流量，米³/小时；

n—设计工况转速，转/分；

(5)叶轮出口直径D₂

式中：

H—设计工况扬程，米；

n—设计工况转速，转/分；

(6)叶轮为叶片数取8～12，叶片出口角为90°，采用圆柱型叶片，保证在流量变化时，扬程保持不变；

(7)恒扬程泵的实际扬程H_t

式中：

Q—设计工况流量，米³/小时；

D₂—叶轮出口直径，米；

n—设计工况转速，转/分；

根据上述步骤，可以得到一种相对系统的、精确的叶轮主要参数的设计方法。

通过上述计算方法确定泵及叶轮的主要几何参数，包括恒扬程泵的实际扬程、叶轮进口当量直径、叶轮出口宽度、叶轮出口直径、无修正叶轮出口宽度、叶片的形状和叶片数，不同于传统相似法与速度系数法，更能确保水力部件尺寸的相互匹配。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1是离心式恒扬程泵叶轮轴轴面图。

图2是离心式恒扬程泵叶轮平面图。

具体实施方式

本发明通过以下几个公式来确定包括泵及叶轮的主要几何参数，包括恒扬程泵的实际扬程H_t、叶轮进口当量直径D₀、叶轮出口宽度b_2恒叶轮出口直径D₂、无修正叶轮出口宽度b₂，以及叶片的形状和叶片数。