[发明专利]离心泵叶轮的四工况点水力设计方法

摘要

提供一种满足四工况点要求的离心泵叶轮水力设计方法。其特征是在进行离心泵叶轮水力设计时，把离心泵叶轮的几何参数与四个工况点的性能参数联系到一起，达到离心泵的实际性能曲线与要求的性能曲线重合的效果。采用本发明设计的叶轮可以对叶轮的几何参数进行调节，达到离心泵性能满足四个工况点要求的目的。本发明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，特别适用于对性能严格要求的离心泵叶轮水力设计。

主权项

离心泵叶轮的四工况点水力设计方法，它根据离心泵的四个工况点要求：第一工况点，零流量Q1＝0、零流量工况的扬程H1；第二工况点，0.3倍设计流量工况的流量Q2、0.3倍设计流量工况的扬程H2；第三工况点，最优效率工况的流量QBEP、最优效率工况的扬程HBEP；第四工况点，1.2倍设计流量工况的流量Q4、1.2倍设计流量工况的扬程H4；以及对叶轮转速n的要求，来设计计算叶轮叶片的几何参数，其特征是：把离心泵叶轮的几何参数与不同工况点的性能参数联系到一起，即叶轮主要几何参数与不同工况点性能参数之间适合以下几个等式的关系： sin β 2 = 0 . 53 n 0.45 Q BEP 0.22 H BEP - 0.35 D 2 = 5.96 n - 0.66 Q BEP 0.67 H BEP 1.44 b 2 - 1 ( tan β 2 ) - 0.26 ( H BEP + ΔH ) 0.45 b 2 = 0.082 n 0.34 Q BEP 0.65 H BEP - 0.47 D 2 - 4.95 D 2 BEP 4.95 ΔH＝max{ΔH1、ΔH2、ΔHBEP、ΔH4}ΔHi＝Hi‑H′i H i ′ = H BEP [ ( 0.078 ln n sBEP - 1.06 ) ( Q Q BEP ) 2 + ( - 0.62 ln n sBEP + 2.92 ) ( Q Q BEP ) + ( 0.41 ln n sBEP - 0.38 ) ] 式中：D2——叶轮叶片外圆直径，米；D2BEP——按最优效率工况点确定的叶轮叶片外圆直径，米；b2——叶轮叶片出口宽度，米；QBEP——最优效率工况点(即第三工况点)流量，米3/秒；HBEP——最优效率工况点(即第三工况点)扬程，米；nsBEP——最优效率点比转数；Hi——设计要求的第i工况点扬程，i＝1‑4，米；H′i——速度系数法确定的第i工况点扬程，i＝1‑4，米；n——转速，转/分；ΔHi——第i工况点的要求扬程与传统设计扬程的差值，i＝1‑5，米；β2——叶轮叶片出口安放角，度。