一種雙吸泵葉輪進口端折邊葉片v型切割結構設計方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙吸泵葉輪進口端折邊葉片V型切割結構設計方法。由于出口處切割葉片，導致雙吸泵抗空化性能下降，因此可以通過合理的控制切割形狀及程度，采用折邊進口邊葉片使葉片在葉輪進口處錯開，出口處葉片切割為V型結構，設計錯開的葉片有不同的進口安放角和包角且在葉輪進口處有不同的葉片寬度，根據(jù)折邊葉片的實際要求合理設計出葉輪的進口當量直徑、葉輪進口直徑、葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉片出口安放角、葉片包角、切割后的實際外徑、葉輪出口處葉片厚度，改變雙吸泵在運行過程中葉輪進口處的面積及流道中的流動狀態(tài)，從而使泵的抗空化性能提高。
【專利說明】
-種雙吸累葉輪進口端折邊葉片V型切割結構設計方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及到一種雙吸累葉輪葉片結構設計方法，特別設及一種雙吸累葉輪進口 端折邊葉片V型切割結構設計方法。
【背景技術】
[0002] 累是一種應用極其廣泛的通用機械，種類繁多，與人類的生活有著密不可分的關 系，凡是有液體流動的地方，幾乎都有累的運行工作。隨著科學技術水平不斷的提高，累運 用的領域正在不斷擴大。雙吸累是一種很常見的累，由于它具有流量大、揚程高、結構簡單、 檢修方便等特點，被廣泛應用在各種水利工程領域，是各種累中應用最為廣泛的一種，廣泛 應用于城市給水、石油化工、船舶工業(yè)農業(yè)灌概等社會生活和國民經濟的各個部口中。因此 對雙吸累的性能提出了越來越高的要求，如偏工況穩(wěn)定運行的要求、低噪音振動的要求和 高可靠性等。但在工程實際中經常存在水累揚程遠高于輸出系統(tǒng)所需揚程的情況。運常常 通過切割葉輪的方式來滿足不同用戶的要求，使其能在特定的揚程和流量點下工作，同時 達到累站節(jié)能的目的。由于切割葉片導致雙吸累運行過程中內部流動發(fā)生改變及抗空化性 能下降，容易使雙吸累發(fā)生空化，空化的發(fā)生往往會影響累內流體的正常流動，產生振動、 噪聲、過流部件腐蝕破壞和累的性能下降等一系列問題，空化嚴重時甚至影響整個系統(tǒng)無 法正常運行。
【發(fā)明內容】
[0003] 針對雙吸累運行過程中所產生的問題，本發(fā)明提供了一種雙吸累葉輪進口端折邊 葉片V型切割結構設計方法。由于出口處切割葉片，導致雙吸累抗空化性能下降，因此可W 通過合理的控制切割形狀及程度，采用折邊進口邊葉片使葉片在葉輪進口處錯開，出口處 葉片切割為V型結構，設計錯開的葉片有不同的進口安放角和包角且在葉輪進口處有不同 的葉片寬度，根據(jù)折邊葉片的實際要求合理設計出葉輪的進口當量直徑、葉輪進口直徑、葉 輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉片出口安放角、葉片包角、切割后的實際外徑、葉輪出口處葉 片厚度，改變雙吸累在運行過程中葉輪進口處的面積及流道中的流動狀態(tài)，從而使累的抗 空化性能提高。
[0004] 1、葉輪進口當量直徑Do由下式確定：
[0005]
[0006] 巧中：
[0007] Do-葉輪進口當量直徑，m;
[000引 Q-流量，m^/s;
[0009] Η-揚程，m;
[0010] η-轉速，rev/min;
[0011] 2、葉輪葉片進口寬度bi由W下公式確定：
[0012] (a)葉輪折邊上葉片進口寬度bii由W下公式確定：
[0013]
[0014] (b)葉輪折邊下葉片進口寬度bi2由W下公式確定：
[0015]
[0016] 式中；
[0017] bi廣上葉片進口寬度，m;
[001引 bi2-下葉片進口寬度，m;
[0019] η-轉速，rev/min;
[0020] Do-葉輪進口當量直徑，m
[0021] Q一流量，niVs;
[0022] Η一揚程，m;
[0023] g-重力加速度，m2/s;
[0024] 3、葉輪出口直徑化由下式確定：
[0025]
[0026] 式中；
[0027] 化一葉輪出口直徑，m;
[002引Z-葉片數(shù)，枚；
[0029] η-轉速，rev/min;
[0030] Q-流量，m^/s;
[0031] Η-揚程，m;
[00創(chuàng) g-重力加速度，mVs;
[0033] 4、葉片進口安放角執(zhí)大小由下式確定：
[0034] (a)葉輪折邊上葉片進口安放角執(zhí)1由W下公式確定：
[0035]
[0036] (b)葉輪折邊下葉片進口安放角執(zhí)2由W下公式確定：
[0037]
[003引 式中；
[0039] 執(zhí)1-上葉片進口安放角，％
[0040] 執(zhí)2-下葉片進口安放角，°;
[0041 ] Do-葉輪進口當量直徑，m;
[0042] bii-上葉輪進口寬度，m;
[0043] bi2-下葉輪進口寬度，m;
[0044] Q 一流量
[0045] Z-葉片數(shù)，枚；
[0046] 5、葉片出口寬度b2大小由下式確定：
[0047]
[004引 式中；
[0049] b2-葉輪出口寬度，m;
[0050] Do-葉輪進口當量直徑，m;
[0化1] 化一葉輪出口直徑，m;
[0化2] bii-上葉輪進口寬度，m;
[0化3] bi2一下葉輪進口寬度，m;
[0化4] 6、葉片包角@大小由下式確定：
[0化日](a)葉輪折邊上葉片包角化由W下公式確定：
[0化6]
[0化7] (b)葉輪折邊下葉片包角恥由W下公式確定：
[0化引
[0059] 式中；
[0060] 巧一上葉片包角，％
[0061 ] 鴻一下葉片包角，。.
[0062] Do-葉輪進口當量直徑，m;
[0063] 化一葉輪出口直徑，m;
[0064] 7、葉輪葉片的進口處厚度Si由W下公式確定
[0065] (a)葉輪折邊上葉片進口處厚度Sii由W下公式確定：
[0066] Sii = 0.8(l+Z"°-°^)(bii+bi2)
[0067] (b)葉輪折邊下葉片進口處厚度Si2由W下公式確定：
[006引 Si2 = 0.3 (1+Z-0' W) (bii+bi2)
[0069] 式中；
[0070] Sii-葉輪折邊上葉片進口處厚度，m;
[0071] Si2-葉輪折邊下葉片進口處厚度，m;
[007^ Z-葉片數(shù)，枚；
[0073] bii-上葉輪進口寬度，m;
[0074] bi2-下葉輪進口寬度，m;
[0075] 8、葉輪葉片出口處切割后的實際外徑D'2由W下公式確定：
[0076] D'2 = D2_b2tan 白
[0077] 式中；
[007引D'2-葉輪葉片出口處切割后的實際外徑，m;
[0079] 化一葉輪出口直徑，m;
[0080] b2-葉輪出口寬度，m;
[0081 ] Θ-葉輪葉片出口處切割角度，0°~15%
[0082] 本發(fā)明的有益效果是：
[0083] 通過折邊葉輪出口處的葉片合理設計雙吸累的最佳結構參數(shù)，可有效減輕雙吸累 葉輪進口處的沖擊損失，提高離屯、累的抗空化性能和運行的可行性，有效的提高葉輪的水 力效率和減輕離屯、累的噪音和振動問題;提高了雙吸累的性能及運行過程中的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0084] 圖1是本發(fā)明實施例的平面投影圖。
[0085] 圖2是本發(fā)明實施例的軸面圖。
[0086] 圖3是本發(fā)明實施葉輪葉片示意圖。
[0087] 圖1:扣一上葉片進口安裝角，β?2-下葉片進口安裝角，巧一上葉片包角，辦一下葉 片包角。
[008引圖2 :D0-葉輪進口當量直徑，D2-葉輪出口直徑，bn-上葉片進口寬度，bi2-下葉 片進口寬度，Sii-葉輪折邊上葉片進口處厚度，Si2-葉輪折邊下葉片進口處厚度。
[0089] 圖3:1-葉輪上葉片，2-葉輪下葉片。
【具體實施方式】
[0090] 設計要求：設計工況流量為0.09676位方米/秒，設計工況揚程為60米，轉速為 2900轉/秒，g取10米/平方米，葉片數(shù)取4枚。
[0091 ] 根據(jù)W上數(shù)據(jù)可求出葉輪結構參數(shù)的數(shù)值:Do = 170mm; 〇2 = 390mm; D ' 2 = 300mm; 011 = 20° ;β?2 = 22° 0:2=l.O7°'ibii=llmm;bi2 = 8mm;Sii = 6mm;Si2 = 5mm。
[0092] 在設計過程中，其它系數(shù)的選擇需要根據(jù)具體實際情況進行系數(shù)選取，如葉輪的 蝸殼參數(shù)需要根據(jù)累的實際運行來選擇等。
[0093] W上，為本發(fā)明參照實施例所做出的具體說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例， 也包含本發(fā)明構思范圍內的其它實施例或變形例。
【主權項】
1. 一種雙吸累葉輪進口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在于:在設計雙吸累 葉輪葉片時，葉輪葉片進口端采用分層折邊結構;其中葉輪進口當量直徑Do由下式確定：式中： Do-葉輪進口當量直徑，m; Q-流量，m3/s; Η-揚程，m; η-牽專速，rev/min。2. 如權利要求1所述一種雙吸累葉輪進口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪葉片進口寬度bi由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片進口寬度bii由W下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片進口寬度bl2由W下公式確定：式中： bii-上葉輪進口寬度，m; bi2-下葉輪進口寬度，m; Do-葉輪進口當量直徑，m; η-牽專速，rev/min; Η-揚程，m; g-重力加速度，m^s。3. 如權利要求1所述一種雙吸累葉輪進口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪出口直徑化由下式公式確定： 式中：化一葉輪出口直徑，m; Z-葉片數(shù)，枚； η-轉速，rev/min; Q-流量，m3/s; Η-揚程，m; g-重力加速度，m2/s。4. 如權利要求1所述一種雙吸累葉輪進口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪葉片進口安放角βι由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片進口安放角βιι由W下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片進口安放角β?2由W下公式確定：式中： βιι-上葉片進口安放角，％ 012-下葉片進口安放角，％ Do-葉輪進口當量直徑，m; bii-上葉輪進口寬度，m; bi2-下葉輪進口寬度，m; Q-流量，m3/s; Z-葉片數(shù)，枚。5. 如權利要求1所述一種雙吸累葉輪進口端折邊葉片V型切割方法結構設計方法，其特 征在于:葉輪葉片出口寬度b2由W下公式確定：式中： b2-葉輪出口寬度，m; Do-葉輪進口當量直徑，m; 化一葉輪出口直徑，m; bii-上葉輪進口寬度，m; bi2-下葉輪進口寬度，m。6. 如權利要求1所述一種雙吸累葉輪進口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪葉片包角Φ由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片包角φι由W下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片包角恥由W下公式確定：式中： 料1-上葉片包角，％ P-下葉片包角，％ Do-葉輪進口當量直徑，m; 化一葉輪出口直徑，m。7. 如權利要求1所述一種雙吸累葉輪進口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪葉片的進口處厚度Si由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片進口處厚度Sii由W下公式確定： 511 = 0.8(l+Z-〇'〇2)(bii+bi2) (b) 葉輪折邊下葉片進口處厚度Sl2由W下公式確定： 512 = 0.3(l+Z-〇'〇7)(bll+bl2) 式中： 511- 葉輪折邊上葉片進口處厚度，m; 512- 葉輪折邊下葉片進口處厚度，m; Z-葉片數(shù)，枚； bii-上葉輪進口寬度，m; bi2-下葉輪進口寬度，m。8. 如權利要求1所述一種雙吸累葉輪進口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪葉片出口處切割后的實際外徑D'2由W下公式確定： D'2 二 Ds-bstan 目 式中： D'2-葉輪葉片出口處切割后的實際外徑，m; 化一葉輪出口直徑，m; b2-葉輪出口寬度，m; Θ-葉輪葉片出口處切割角度，0°~15°。
【文檔編號】F04D29/66GK105971929SQ201610301257
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】王秀禮, 鐘華舟, 朱榮生, 付強, 蔡崢, 劉永, 鐘偉源
【申請人】江蘇大學