[发明专利]一种复合式变曲率低比转速离心泵叶轮设计方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种复合式离心泵叶轮设计方法，具体的说，涉及一种适用于增压和供水等场合的复合式变曲率低比转速闭式离心泵叶轮设计方法。

背景技术

作为一种具有广泛用途的离心泵型式，低比转速离心泵被广泛应用于管路增压、高扬程供水、草地喷洒、清洗和太阳能系统等场所，其具有流量小、扬程高和安装方便等特点。常规的低比转速离心泵在流量增大时，扬程会逐渐降低，叶轮内部流场容易产生较为明显的紊流和涡旋，泵机组的振动强度和运行不稳定性增大，无法持续在大流量工况点下稳定的运行和供水。因此，为了提高常规低比转速离心泵的运行范围和可靠性，其叶轮的结构型式和尺寸几何参数需要进行优化设计，而复合式离心泵叶轮则可以有效的改善上述问题。

本发明采用的复合式离心泵叶轮具有变曲率的后弯叶片结构和分流叶片，叶片采用直叶片型式，布置在叶轮外缘，可有效改善大流量工况点下的叶轮内部流动，减小叶轮内部轴向涡旋的影响，该叶轮具有较大的过流面积，提高了叶轮的输送能力和水力性能，叶轮扬程随着流量的增加而增大，扬程曲线变得较为平坦，叶轮运行较为稳定，可保证较大流量范围内的供压和介质输送能力，改善了常规低比转速离心泵在大流量工况点下的不稳定现象。

发明内容

本发明提供复合式变曲率低比转速离心泵叶轮设计方法。通过本发明提供的叶轮几何尺寸参数设计方法，可提高低比转速离心泵在大流量工况点下的水力性能和输送能力，提高了叶轮的扬程，扩大了泵的运行流量范围。本发明提供了叶轮主要几何尺寸参数叶轮外径D，叶轮进口直径D_j，叶轮出口宽度b，前弯叶片内径D_f，分流叶片倾斜角α₁，前弯叶片倾斜角α₂和叶片包角φ的设计公式：1、叶轮外径

其计算公式：D=21.52gHn]]>

式中：D——叶轮外径，米；

g——重力加速度，米/平方秒；

H——叶轮设计工况点扬程，米；

n——叶轮转速，转/分钟。

2、叶轮进口直径

其计算公式：Dj=kjQn3]]>

式中：D_j——叶轮进口直径，米；

Q——叶轮设计工况点流量，立方米/秒；

n——叶轮转速，转/分钟；

k_j——修正系数，k_j＝3.2～4.5。

3、叶轮出口宽度

其计算公式：b=(1-1kb)2gH3n]]>

b——叶轮出口宽度，米；

g——重力加速度，米/平方秒；

H——叶轮设计工况点扬程，米；

n——叶轮转速，转/分钟。

k_b——修正系数，k_d＝2.1～2.5。

4、前弯叶片内径

其计算公式：D_f＝k_dD

D_f——前弯叶片内径，米；

D——叶轮外径，米；