專利名稱：一種離心泵變螺距誘導(dǎo)輪的優(yōu)化設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離心泵誘導(dǎo)輪的設(shè)計方法，特別涉及一種離心泵變螺距誘導(dǎo)輪的優(yōu)化設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
誘導(dǎo)輪技術(shù)是目前公知的提高離心泵汽蝕性能的最為有效的途徑之一，被廣泛應(yīng)用。誘導(dǎo)輪屬于軸流式葉輪，用于提高離心泵的汽蝕性能，其本身也可以在一定程度的汽蝕狀態(tài)下工作。螺旋形誘導(dǎo)輪是一種常用結(jié)構(gòu)，又可分為等螺距和變螺距兩種形式。由于變螺距誘導(dǎo)輪的葉片入口角較小出口角較大，可獲得較小的進口流量系數(shù)和較大的揚程，更好的滿足了誘導(dǎo)輪本身的汽蝕性能要求以及泵主葉輪進口的能量需求，因此一般采用變螺距結(jié)構(gòu)。但現(xiàn)有的變螺距誘導(dǎo)輪設(shè)計方法仍存在一些不足(1)按現(xiàn)有計算方法確定的誘 導(dǎo)輪出口直徑要比泵進口直徑大，如果減小誘導(dǎo)輪出口直徑，會降低誘導(dǎo)輪的揚程，并且影響其效率，如果增加泵主葉輪的進口直徑會影響泵主葉輪的揚程及效率，因此很難使誘導(dǎo)輪與泵主葉輪的配合達到最優(yōu)；(2)誘導(dǎo)輪揚程系數(shù)通常按經(jīng)驗進行選取，雖然誘導(dǎo)輪揚程系數(shù)選取較大值可以增加誘導(dǎo)輪的揚程，但實際上會導(dǎo)致泵主葉輪水力效率的降低，因此誘導(dǎo)輪揚程系數(shù)的準確選取較為困難，影響了誘導(dǎo)輪與泵主葉輪的優(yōu)化配合，降低了設(shè)計的效率及精度。經(jīng)檢索，目前尚無與本發(fā)明相關(guān)的專利公布，只是在部分文獻中有所涉及，《誘導(dǎo)輪與泵主葉輪的匹配關(guān)系研究》(水泵技術(shù)，1999，9 :7 9，13)，提出通過加大泵進口直徑的方式來實現(xiàn)泵與誘導(dǎo)輪的優(yōu)化配合，但該方法會影響泵的效率，并且由于誘導(dǎo)輪的徑向尺寸過大，會使誘導(dǎo)輪在運行中的不穩(wěn)定力增加；《高速離心泵串聯(lián)誘導(dǎo)輪的設(shè)計理論與工程實現(xiàn)》(工程熱物理學報，2000，21 (2) :182 186)，提出了第一級誘導(dǎo)輪采用變螺距結(jié)構(gòu)而第二級誘導(dǎo)輪采用錐形等螺距結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，從而保證泵主葉輪的能量需求，但這將會導(dǎo)致誘導(dǎo)輪的效率下降，且軸向長度過長。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有離心泵變螺距誘導(dǎo)輪設(shè)計方法的不足，本發(fā)明提出了一種離心泵變螺距誘導(dǎo)輪優(yōu)化設(shè)計方法。本發(fā)明首先通過實驗確定離心泵最高效率點處的流量、必需汽蝕余量、裝置汽蝕余量等數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)及泵主葉輪進口的流動情況，來確定誘導(dǎo)輪輪緣出口直徑及輪緣折引導(dǎo)程等幾何尺寸，不但可以保證誘導(dǎo)輪與泵主葉輪的優(yōu)化配合關(guān)系，還可以避免需要根據(jù)經(jīng)驗來選取誘導(dǎo)輪揚程系數(shù)的困難。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種離心泵變螺距誘導(dǎo)輪的優(yōu)化設(shè)計方法，以實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，確定誘導(dǎo)輪幾何參數(shù)的取值，其水力設(shè)計方法步驟如下。(I)搭建離心泵外特性實驗臺，離心泵的揚程#由離心泵進、出口的壓力表測量得到；功率/^采用電測法進行測量；流量^由離心泵出口管路系統(tǒng)上的電磁流量計讀出；效率7由公式^ 淑/產(chǎn)計算得到；采用真空泵控制吸入口的真空度，使離心泵發(fā)生汽蝕，測量離心泵的必需汽蝕余量#/ ;根據(jù)搭建的實驗臺測量計算出離心泵的裝置汽蝕余量NPSHa, NPSHa由公式
權(quán)利要求
1.一種離心泵變螺距誘導(dǎo)輪的優(yōu)化設(shè)計方法，包含以下步驟 (1)確定離心泵最高效率點處的流量仏必需汽蝕余量#/ 及裝置汽蝕余量#/ 的值； 搭建離心泵外特性實驗臺，離心泵的揚程//由離心泵進、出口的壓力表測量得到；功率/7采用電測法進行測量；流量^由離心泵出口管路系統(tǒng)上的電磁流量計讀出；效率7由公式n 二 PgQH/P計算得到；采用真空泵控制吸入口的真空度，使離心泵發(fā)生汽蝕，測量離心泵的必需汽蝕令'量NPSHr ；根據(jù)搭建的實驗臺測量計算出離心泵的裝置汽蝕余量NPSHa, NPSHa由公式NPSH. = E±±K~K~^計算得到；通過以上實驗得到離心泵最高效率點處的Q、NPSHr及NPSHa的值； (2)計算誘導(dǎo)輪進口輪緣直徑
全文摘要
一種離心泵變螺距誘導(dǎo)輪優(yōu)化設(shè)計方法，屬于泵技術(shù)領(lǐng)域。其特征是在設(shè)計變螺距誘導(dǎo)輪時，首先通過實驗確定離心泵最高效率點處的流量、必需汽蝕余量、裝置汽蝕余量等數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)及泵主葉輪進口的流動情況，來確定誘導(dǎo)輪輪緣進出口直徑及輪緣折引導(dǎo)程等幾何尺寸。本發(fā)明提出的離心泵變螺距誘導(dǎo)輪優(yōu)化設(shè)計方法，不但可以保證誘導(dǎo)輪與泵主葉輪之間具有良好的能量匹配關(guān)系，提高了誘導(dǎo)輪的性能，增強系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，而且可以避免需要根據(jù)經(jīng)驗選取誘導(dǎo)輪揚程系數(shù)帶來的困難，提高了設(shè)計誘導(dǎo)輪的效率。具有一定的推廣價值。
文檔編號F04D29/66GK102705263SQ20121020587
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者劉厚林, 莊宿國, 楊東升, 王勇 申請人:江蘇大學