一種工作效率高的離心泵葉輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工作效率高的離心泵葉輪。本離心泵葉輪在葉片背面設置有整流凸部，整流凸部設置在葉片背面的中部或者葉片背面中部的靠近葉片進口一側。整流凸部的幾何參數如下：0.25≤θ1/φ≤0.55；0.24≤(θ2?θ1)/φ≤0.40；0.25≤δ/h≤0.95；式中：φ—葉片包角；θ1—葉片進口與整流凸部起點之間的夾角；θ2—葉片進口與整流凸部終點之間的夾角；h—整流凸部的最高點與相對應位置處的葉片工作面之間的間距；δ—未設置整流凸部的葉片背面與相對應位置處的葉片工作面之間的間距，且間距h與間距δ的取值位置相同。本發(fā)明通過在葉片背面增設整流凸部，從而優(yōu)化離心泵葉片背面流線，改善葉片背面流線分布規(guī)律，有效地減小或消除葉片背面的脫流或回流現象，進而達到提高離心泵工作效率的目的。
【專利說明】
一種工作效率高的離心泵葉輪
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及離心栗領域，具體涉及一種工作效率高的離心栗葉輪。
【背景技術】
[0002]離心栗廣泛應用于石油化工、農田水利建設、船舶等工程領域，工作時流動介質從離心栗的葉輪進口流入葉輪內部，依靠高速轉動的葉片獲得離心力并做功，產生能量，從離心栗出口流出的介質被輸送至設備。葉輪是離心栗的核心部分，對流動介質的輸送起到重要作用。傳統(tǒng)離心栗的葉輪葉片背面流線是按照葉片加厚原理得到，葉片背面流線是一條與葉片工作面(即葉片壓力面)相近的光滑曲線。但是按照這種方式設計出的葉輪在實際工作過程中，葉輪的葉片背面極易產生脫流現象，并誘發(fā)渦流、回流等不利流動產生，尤其是當葉輪葉片為大包角時，這種現象更明顯，不但影響了離心栗的正常工作，也大大降低了離心栗的水力性能。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種工作效率高的離心栗葉輪。本發(fā)明可有效減小或消除葉輪的葉片背面脫流現象，進而提高了離心栗的水力效率。
[0004]為實現上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0005]—種工作效率高的離心栗葉輪，包括葉片，葉片背面設置有整流凸部，所述整流凸部設置在葉片背面的中部或者葉片背面中部的靠近葉片進口一側。
[0006]優(yōu)選的，所述整流凸部的幾何參數如下:
[0007]0.25 < ΘΙ/φ <0.55;
[0008]0.24< (Θ2-Θ1)/Φ <0.40；
[0009]0.25 <5/h< 0.95；
[0010]式中:Φ—葉片包角，度；
[0011]Θ1—葉片進口與整流凸部起點之間的夾角，度；
[0012]Θ2—葉片進口與整流凸部終點之間的夾角，度；
[0013]h—整流凸部的最高點與相對應位置處的葉片工作面之間的間距；
[0014]δ—未設置整流凸部的葉片背面與相對應位置處的葉片工作面之間的間距，且間距h與間距δ的取值位置相同。
[0015]進一步優(yōu)選的，所述整流凸部的幾何參數如下:
[0016]ΘΙ/φ =0.32；
[0017](Θ2-Θ1)/Φ =0.28；
[0018]S/h = 0.67。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明通過在葉片背面增設整流凸部，從而優(yōu)化離心栗葉片背面流線，改善葉片背面流線分布規(guī)律，有效地減小或消除葉片背面的脫流或回流現象，進而達到提高離心栗工作效率的目的。
【附圖說明】
[0020]圖1為離心栗葉輪的結構示意圖。
[0021 ]圖2為現有技術中的葉輪葉片的結構示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明中的葉輪葉片的結構示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明中的葉輪葉片的放大圖。
[0024]圖5為現有技術中的葉輪葉片中間流道的內部流線分布圖。
[0025]圖6為本發(fā)明中的葉輪葉片中間流道的內部流線分布圖。
[0026]圖7為使用現有技術中的葉片的離心栗與使用本發(fā)明中的葉片的離心栗的性能曲線比較示意圖。
[0027]圖中標號所對應各部件名稱如下:
[0028]1-前蓋板2_后蓋板 3_軸鍵4_葉片
[0029]41-葉片工作面42-葉片背面421-整流凸部
【具體實施方式】
[0030]為便于理解，此處結合圖3、4對工作效率高的離心栗葉輪的整體裝配組件及工作流程作以下描述:
[0031]如圖3、4所示，一種工作效率高的離心栗葉輪，包括葉片4，葉片背面42設置有整流凸部421，所述整流凸部421設置在葉片背面42的中部或者葉片背面42中部的靠近葉片進口一側。
[0032]所述整流凸部421也即設置在葉片背面42上的凸起，此凸起的表面以及凸起與葉片背面42的相鄰區(qū)域之間均為平滑順延的光滑曲面。
[0033]如圖4所示，所述整流凸部421的幾何參數如下:
[0034]0.25< Θ1/φ <0.55；
[0035]0.24< (Θ2-Θ1)/Φ <0.40；
[0036]0.25 <5/h< 0.95；
[0037]式中:Φ—葉片包角，度；
[0038]Θ1—葉片進口與整流凸部起點之間的夾角，度；
[0039]Θ2—葉片進口與整流凸部終點之間的夾角，度；
[0040]h—整流凸部的最高點與相對應位置處的葉片工作面之間的間距；
[0041]δ—未設置整流凸部的葉片背面與相對應位置處的葉片工作面之間的間距，且間距h與間距δ的取值位置相同。
[0042]需要說明的是，未設置整流凸部的葉片也即現有技術中的常規(guī)葉片，此常規(guī)葉片的背面型線為一條平滑的曲線。
[0043]下面結合附圖5?7對本發(fā)明的優(yōu)點做進一步說明:
[0044]以流量0 = 80!113/11，轉速11 = 295017/111；[11，揚程!1=801]1的低比轉速離心栗為例進行說明。其中，葉輪幾何參數:葉輪外徑D2 = 255mm，進口直徑Dl = 147mm，葉片出口寬度b2 =10mm，葉片包角Φ為125°。在保證葉輪的其他幾何結構不變的情況下，僅對葉輪葉片背面42的流線進行調整，即在葉片背面42中間靠近葉片進口附近增設整流凸部421，所述整流凸部421的幾何參數如下:
[0045]Θ1/φ 滿足:Θ1/φ =0.32;
[0046](Θ2-Θ1)/Φ 滿足:(Θ2-Θ1)/Φ =0.28;
[0047]δ/h 滿足:S/h = 0.67。
[0048]上式中，φ、θ1、θ2、1ι、δ的含義與前面公式中的含義相同。
[0049]將增設整流凸部421的葉片與原始葉片(如圖2所示)的內部流場和外部性能進行比較:
[0050]從內部流場分布可以清楚的看出，原始葉片受到葉片背面流線分布的影響，在葉片出口附近形成回流區(qū)域，特別是在小流量工況運行時，回流區(qū)域較為明顯，如圖5所示。增設整流凸部421的葉片在相同運行工況下，其中間流道內部流線分布如圖6所示，相比于圖5，增設整流凸部421的葉片內部回流區(qū)域有較為顯著的改善。
[0051]圖7為使用現有技術中的葉片的離心栗與使用本發(fā)明中的葉片的離心栗的性能曲線比較示意圖。圖7中的方案2即為含有增設整流凸部421的葉片的離心栗，而方案I則為含有原始葉片的離心栗。通過比較二者的性能曲線可以看出，方案2中的離心栗的揚程和效率曲線明顯優(yōu)于方案I中的離心栗的性能曲線。在設計工況下，與方案I相比，方案2的工作效率提尚了 2.8%左右。
【主權項】
1.一種工作效率高的離心栗葉輪，包括葉片(4)，其特征在于:葉片背面(42)設置有整流凸部(421)，所述整流凸部(421)設置在葉片背面(42)的中部或者葉片背面(42)中部的靠近葉片進口一側。2.根據權利要求1所述的工作效率高的離心栗葉輪，其特征在于所述整流凸部(421)的幾何參數如下: 0.25 < ΘΙ/φ <0.55； 0.24< (Θ2-Θ1)/Φ <0.40； 0.25<5/h<0.95； 式中:Φ —葉片包角，度； Θ1—葉片進口與整流凸部起點之間的夾角，度； Θ2—葉片進口與整流凸部終點之間的夾角，度； h—整流凸部的最高點與相對應位置處的葉片工作面之間的間距； S—未設置整流凸部的葉片背面與相對應位置處的葉片工作面之間的間距，且間距h與間距S的取值位置相同。3.根據權利要求2所述的工作效率高的離心栗葉輪，其特征在于所述整流凸部(421)的幾何參數如下: Θ1/Φ =0.32； (Θ2-Θ1)/Φ =0.28；S/h = 0.67o
【文檔編號】F04D29/24GK105822589SQ201610291288
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】李躍, 燕浩
【申請人】合肥艾德穩(wěn)科技有限責任公司