[发明专利]一种轴流转轮的设计方法

摘要

本发明提供一种满足高效率的轴流泵转轮的设计方法。其特征在于轴流泵转轮在设计时，利用转轮出口的环量与转轮的几何关系，得到转轮的翼型参数，达到简便计算，满足设计性能曲线与要求和效率高的目的。采用本发明的设计方法，可以根据用户需求，选择不同的环量分部关系，从而提高泵的实用性。本发明专利可以保证轴流泵的实际运行有相对高的效率，且满足高效率宽的要求。

主权项

1.一种轴流转轮的设计方法，它根据轴流转轮的设计工况点流量Q，设计工况点扬程H，转速n以及叶片出口速度环量Γ来设计轴流转轮的几何参数，其特征在于：将轴流转轮的几何参数与性能参数和速度环量建立起以下的几个等式关系： 其中系数K∈[90,600]; 比转速：n_s=3.65nQ^1/2/H^3/4； 比转速大的取小值，比转速小的取大值；叶片数不少于二片，即z≥2。将分布在d_n～D之间的叶片，分成半径不同的截面，截面数不少于三个，对于每一个截面按以下关系确定其参数 l=s×t; 其中系数s∈[0.65,1); 速度环量在叶片区间对于转轮半径的分布关系为两段线分布，其中在R_h处为转轮出口速度环量与转轮半径函数图中两段曲线交点处，其中R_D=D/2,R_d=d_h/2,R_h=kR_D,k∈[0.65,0.95],并且R_h∈(R_d,R_D)； 各速度环量符合以下关系式： 其中a∈[0.5,1.5]； 其中b∈[1,4]； 其中c∈[0.8,2]； 在R_d到R_h之间,速度环量Γ是转轮半径R的函数，其关系式为：Γ_dh=dR+e且过（R_d，Γ_d）与（R_h，Γ_h）这两点，得出： 在R_h到R_D之间,叶片出口速度环量Γ是叶轮半径R的函数，其关系式为：Γ_hD=d₁R²+e₁R+f₁且过（R_h，Γ_h）与（R_D，Γ_D）这两点,且在（R_h，Γ_h）这一点Γ_dh与Γ_hD光滑过渡，得出： 式中： D——转轮直径，米； Q——流量，立方米/秒； H——实际扬程，米； n——转速，转数/分钟； n_s——比转速，转数/分钟； l——叶片弦长，米； t——叶栅距，米； z——叶片数； ω——转轮的角速度，弧度/秒； d_h——转轮轮毂直径，米； R_D——转轮外缘半径，米； R_d——转轮轮毂半径，米； R_h——转轮出口速度环量与转轮半径函数图中两段曲线交点处半径，米； R——转轮半径，米； β₁——转轮叶片型线进口安放角，度； β₂——转轮叶片型线出口安放角，度； Δβ₁——转轮叶片进口冲角，度； Δβ₂——转轮叶片出口冲角，度； Γ_d——转轮轮毂叶片出口速度环量，米²/秒； Γ_D——转轮外径的出口速度环量，米²/秒； Γ_a——交点处叶片出口速度环量，米²/秒； g——重力加速度，9.8米²/秒； ——转轮叶片排挤系数，为0.9；υ_m——轴面速度,米/秒； υ_u——绝对速度的圆周分量,米/秒； u——圆周速度，米/秒； μ_h——水力效率。