[发明专利]一种离心泵用非对称式叶轮

摘要

本发明涉及一种离心泵用非对称式叶轮的设计方法，提供叶轮的主要几何参数，包括叶轮外径D2、叶轮出口宽度b2、叶轮轴径D0、叶片出口安放角β2、叶片工作面夹角α、叶片工作面夹角β、叶片进口端厚度d1、叶片出口端厚度d2、叶片包角相邻叶片进口段圆角半径R1、R2等；叶片包角的取值范围为105°～135°；叶片进口以及叶片中间部分的背面的弧度明显比工作面的弧度小，叶片中间厚度为叶片进口处的厚的1.07～1.14倍。采用通过改变叶片分布位置以及对叶轮几个重要几何参数的设计，改善流动情况，实现叶轮无堵塞、高效率、长寿命，而且有助于计算机编程，能很大程度上取代轴流泵原来相似设计法和速度系数法。

主权项

1.一种离心泵用非对称式叶轮，其特征在于：叶轮总叶片数为偶数个，叶片数z范围为4～8；给出了叶轮的主要几何参数：包括叶轮外径D2、叶轮出口宽度b2、叶轮轴径D0、叶片出口安放角β2、叶片工作面夹角α、叶片工作面夹角β、叶片进口端厚度d1、叶片出口端厚度d2、相邻叶片进口段圆角半径R1、R2；叶轮几何参数与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系： D 2 = - 14.32 Q + 1.716 × 10 - 3 n s - 4.395 × 10 - 2 Qn s - 1.427 × 10 - 6 n s 2 + 0.2337 ( 1 ) b 2 = 2.871 D 2 - 0.2334 D 2 2 - 146.4 D 2 + 113 ( 2 ) β 2 = 25 - 1.85 × ( n Q n s ) 4 3 ( 3 ) D 0 = 5.141 × 10 - 2 × e - ( D 2 - 0.3523 0.2462 ) 2 ( 4 ) ]]>当叶片数Z＝4时，叶片工作面夹角α、叶片工作面夹角β、叶片进口端厚度d1、叶片出口端厚度d2、相邻叶片进口段圆角半径R1、R2的设计公式如下： α = 83.72 × e 0.013 β 2 ( 5 ) β = π - α ( 6 ) d 1 = 1.034 × 10 - 4 sin ( 0.8921 π α H ) + 10.52 × e - ( 2.069 H ) 2 + 4.181 × 10 - 3 ( 7 ) d 2 = 1.133 × 10 - 4 sin ( 0.8924 π α H ) + 10.52 × e - ( 2.068 H ) 2 + 5.14 × 10 - 3 ( 8 ) R 1 = 0.3178 α - 30.16 α + 289.3 ( 9 ) R 2 = 0.57 α - 51.93 α + 602.7 ( 10 ) ]]>当叶片数Z＝6时，叶片工作面夹角α、叶片工作面夹角β、叶片进口端厚度d1、叶片出口端厚度d2、相邻叶片进口段圆角半径R1、R2的设计公式如下： α = 52.26 × e 0.02 β 2 ( 11 ) β = 90 - α 2 ( 12 ) d 1 = 1.522 × 10 - 4 sin ( 0.4655 π α H ) + 2.665 × 10 - 3 × e - ( 0.0907 H ) 2 + 5.377 × 10 - 3 ( 13 ) d 2 = 1.85 × 10 - 4 s i n ( 0.4654 π α H ) - 3.386 × 10 - 3 × e - ( 0.0867 H ) 2 + 6.737 × 10 - 3 ( 14 ) ]]> R 1 = 0.026 α - 1.82 α - 61.77 ( 15 ) R 2 = 0.8511 α - 51.08 α + 887.2 ( 16 ) ]]>当叶片数Z＝8时，叶片工作面夹角α、叶片工作面夹角β、叶片进口端厚度d1、叶片出口端厚度d2、相邻叶片进口段圆角半径R1、R2的设计公式如下： α = 38.41 × e 0.0235 β 2 ( 17 ) β = π - α 3 ( 18 ) d 1 = 4.069 × 10 - 4 sin ( 8.635 × 10 - 3 π α H ) + 10.52 × e - ( 2.403 H ) 2 + 4.154 × 10 - 3 ( 19 ) d 2 = 5.017 × 10 - 4 sin ( 8.625 × 10 - 3 π α H ) + 10.32 × e - ( 2.403 H ) 2 + 5.086 × 10 - 3 ( 20 ) R 1 = 0.66 α - 30.69 α + 794.3 ( 21 ) R 2 = 0.73 α - 32.99 α + 755.7 ( 22 ) ]]>式中：D2—叶轮外径，米；b2—叶轮出口宽度，米；ns—比转速，β2—叶片出口安放角β2，度；D0—叶轮轴径，米；d1—叶片进口端厚度,米；d2—叶片出口端厚度，米；α—叶片工作面夹角，度；β—叶片工作面夹角，度；Q—设计工况流量，米3/秒；H—设计工况扬程，米；n—叶轮转速，转/分；R1—相邻叶片进口段圆角半径,米；R2—相邻叶片进口段圆角半径，米。