[发明专利]一种离心泵变螺距诱导轮的优化设计方法

摘要

一种离心泵变螺距诱导轮优化设计方法，属于泵技术领域。其特征是在设计变螺距诱导轮时，首先通过实验确定离心泵最高效率点处的流量、必需汽蚀余量、装置汽蚀余量等数据，然后根据实验数据及泵主叶轮进口的流动情况，来确定诱导轮轮缘进出口直径及轮缘折引导程等几何尺寸。本发明提出的离心泵变螺距诱导轮优化设计方法，不但可以保证诱导轮与泵主叶轮之间具有良好的能量匹配关系，提高了诱导轮的性能，增强系统的运行稳定性，而且可以避免需要根据经验选取诱导轮扬程系数带来的困难，提高了设计诱导轮的效率。具有一定的推广价值。

主权项

1.一种离心泵变螺距诱导轮的优化设计方法，包含以下步骤：（1）确定离心泵最高效率点处的流量Q、必需汽蚀余量NPSH_r及装置汽蚀余量NPSH_a的值；搭建离心泵外特性实验台，离心泵的扬程H由离心泵进、出口的压力表测量得到；功率P采用电测法进行测量；流量Q由离心泵出口管路系统上的电磁流量计读出；效率η由公式η=ρgQH/P计算得到；采用真空泵控制吸入口的真空度，使离心泵发生汽蚀，测量离心泵的必需汽蚀余量NPSH_r；根据搭建的实验台测量计算出离心泵的装置汽蚀余量NPSH_a，NPSH_a由公式计算得到；通过以上实验得到离心泵最高效率点处的Q、NPSH_r及 NPSH_a的值；（2）计算诱导轮进口轮缘直径：（3）计算诱导轮出口轮缘直径：（4）计算诱导轮轮缘轴向长度：（5）诱导轮进口修圆半径：（6）计算诱导轮轮缘折引导程：所述公式中：P_c为常温下大气压力，单位：pa；h_g为实验台几何安装高度，-h_g表示吸入，+ h_g表示倒灌，单位：mm；h_c为吸入装置的水力损失，单位：mm；P_c为常温下所输液体的汽化压力，单位：pa；D_y1为诱导轮轮缘进口直径，单位：mm；D_y2为诱导轮轮缘出口直径，单位：mm；h_y为诱导轮轮缘轴向长度，单位：mm；R_j为诱导轮进口修圆部分半径，单位：mm；h_y1为诱导轮轮缘折引导程，单位：mm；k₁为诱导轮流量裕度系数，数值范围在1.1~1.15；k₂为诱导轮扬程裕度系数，数值范围在1.1~1.2；NPSH_r为泵的汽蚀余量，单位：m；NPSH_a为泵的装置汽蚀余量，单位：m；Q为泵的流量，单位：m³/s；q₁为诱导轮外缘间隙的泄漏量，单位：m³/s；q₂为影响诱导轮流量的泵泄漏量，单位：m³/s；S_L为轮缘长径比；d_h1为诱导轮轮毂进口直径，单位：mm；d_h2为诱导轮轮毂出口直径，单位：mm；λ为诱导轮汽蚀系数；β_y为轮缘平均安放角，单位：度；S_h1为诱导轮进口轮毂比；λ_p为泵的汽蚀系数；ν_m1p为主叶轮入口轴面速度，单位：m/s；μ_1p为主叶轮入口圆周速度，单位：m/s；g为重力加速度，单位：m²/s；n为泵主叶轮转速，单位：r/min。