[发明专利]一种无阻塞泵的水力设计方法

摘要

本发明涉及一种无阻塞喷射泵的水力设计方法，设计一台有较好无阻塞性能和较高效率的无阻塞泵，本发明通过模拟计算，分析无阻塞喷射泵的各项参数对其效率、无阻塞性能和汽蚀性能的影响，并给出了保证无阻塞泵良好性能各项参数的计算公式。所述的无阻塞泵主要由喷嘴(1)、喉管(2)、扩散管(3)三部分组成，其主要设计以下几个关键参数，主要包括喷嘴规格，面积比R，流量比q，喉嘴距Lc，喉管的长度L，喉部进口过渡半径R1、R2和喉管入口处摩擦阻力系数等，在给出相应的设计要求参数(流量Q、扬程H等)情况下，实现上述目的，其优点是无阻塞性能好，效率高，适用范围更广泛。

主权项

一种无阻塞泵的水力设计方法，所述的无阻塞泵主要由喷嘴(1)、喉管(2)、扩散管(3)三部分组成，无阻塞泵的性能主要和喷嘴规格，喉部面积比R，喉嘴距Lc，喉管的长度L，喉管入口处摩擦阻力系数有关，通过模拟计算，分析无阻塞泵的各项参数对其效率和汽蚀性能的影响，根据设计要求流量Q，扬程H参数，所设计无阻塞泵的喷嘴规格，喷嘴过流面积与喉部过流面积的喉部面积比R，喉嘴距Lc，喉管的长度L由以下公式确定：首先根据无因次特性曲线求得无因次流量比M，求得所需要的动力液流量Q1，喷嘴规格，喉部面积比R，从而确定喉管规格，计算所需喷嘴过流面积Fj公式如下：式中Fj—喷嘴过流面积，mm2；Q1—动力液流量，m3/d；p1—动力液进口压力，MPa；p3—吸入液进口压力，MPa；ρ1—动力液密度，Kg/m3；无阻塞泵的喉部面积比取0.2至0.4，取R＝0.3时无阻塞泵的效率最高，且保证泵的无阻塞性能，因此无阻塞泵的喉部过流面积Ft由以下公式确定：Fj＝R·Ft＝(0.2～0.4)Ft式中Fj—喷嘴过流面积，mm2；Ft—喉部过流面积，mm2；R—喉部面积比；d3—喉管直径，v —代表平均流速；ν—代表运动粘度；Re—雷诺数；所述的水力设计方法，根据流体在喉管内压力的变化，最优喉管长度L和喉部面积比有关，最优喉管长度L的确定公式如下：式中L—最优喉管长度，mm；d3—喉管直径，R—喉部面积比；所述的水力设计方法，喉嘴距Lc对工作流体和被吸流体的混合的影响很大，对泵性能的影响也相当明显，喉嘴距过大其混合过程可能从吸入室就已经开始，使效率有所下降，喉嘴距过大，无阻塞泵的汽蚀性能更好，最优喉嘴距的确定公式如下：式中Lc—最优喉嘴距，mm；d3—喉管直径，R—喉部面积比；所述的水力设计方法，喉管入口处摩擦损失和局部阻力损失对无阻塞泵的性能影响很大，在喉管入口圆弧过渡，加大喉部进口面积，降低弯管处的局部阻力损失：R1＝(0.8～1.1)D0R2＝(1.15～1.3)D0式中D0—进入管直径，mm；R1—喉管入口内侧过渡半径，mm；R2—喉管入口外侧过渡半径，mm。