[發明專利]基于纖維懸浮流設計準則的紙漿泵離心開式葉輪

無效

• 申請號: 201010169554.6
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN101832292A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 林建忠;張啟華;李月仙;王燦星
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F04D29/24
• 分類號: F04D29/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及一種紙漿泵的葉輪，尤其涉及一種基于纖維懸浮流設計準則的紙漿泵離心開式葉輪。

背景技術

紙漿泵是造紙業的關鍵設備之一，它也是重要的耗能設備，一旦能夠改善效率，對挖掘造紙流程節能潛力將很有利。

紙漿泵的關鍵部件是葉輪，目前紙漿泵葉輪的各種設計方法中，采用加大流量法，將傳輸紙漿的工況轉換為同揚程轉速下流量加大的清水設計。而通過修改清水泵葉輪設計方案來近似紙漿泵葉輪，屬于半經驗式，到目前還沒有一組理論依據明確的計算公式來完成相關參數的計算。參數的選擇和確定存在較大自由度，缺少充分的約束。第二種方法可以采用相似換算法，換算需要有性能較好的模型機，所以，它的適用面有限。

為克服現有的問題，作者通過對旋轉流道內纖維取向演變、附加應力分析，得到一定程度內，能夠體現約束功能的計算公式。首先，纖維附加應力是纖維對流動作用的體現，纖維存在對其附近微觀流動結構影響的表征。從旋轉葉輪流道內的纖維附加應力分析計算，我們得到具體的結構參數計算方法。由此，建立結構參數的計算公式。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種基于纖維懸浮流設計準則的紙漿泵離心開式葉輪。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案如下：一種基于纖維懸浮流設計準則的紙漿泵離心開式葉輪，主要由輪轂和三個葉片組成，三個葉片按圓周均勻分布在輪轂上并與輪轂一體形成，葉片出口直徑其中，葉輪出口的圓周速度H為揚程，n為葉輪轉速，K_U2為葉輪出口圓周速度系數。出口寬度其中，出口徑向速度Q為流體流量，T_k2為出口葉片阻塞系數：K_r2為葉輪出口徑向速度系數。葉片進口直徑其中，λ為速度均化系數，ξ為減速系數，T_k1為進口葉片阻塞系數，T_k2為出口葉片阻塞系數，為泄露系數。葉輪進口直徑D_j＝D₁/K₁其中，K₁為葉輪進口直徑與葉片進口直徑比，葉片進口寬度β₁為葉片進口角，β₂為葉片出口角，當量擴散度

進一步地，所述葉輪出口圓周速度系數K_U2可為1.07，出口徑向速度系數K_r2可取0.05，速度均化系數λ可取1.05～1.1，減速系數ξ為0.65進口葉片阻塞系數T_k1為0.95，出口葉片阻塞系數T_k2為0.9，泄露系數為1.1，葉輪進口直徑與葉片進口直徑比K₁為0.8，葉片進口角β₁可取20～30°，葉片出口角β₂為30°。

本發明與現有技術相比，其有益效果是：本發明適用于中低濃度的漿體輸送，能夠更好地控制葉輪通道內的流動，提升紙漿的通過能力，提高葉輪的水力效率，其輸送效率明顯優于當前廣為使用的普通紙漿泵。

具體實施方式

本發明基于纖維懸浮流設計準則的紙漿泵離心開式葉輪，主要由輪轂和三個葉片組成，三個葉片按圓周均勻分布在輪轂上并與輪轂一體形成。

根據設計流體流量Q、揚程H，葉輪轉速n，葉輪出口直徑D₂和葉輪出口寬度b₂按如下公式計算：

D2=60U2πn]]>

其中，葉輪出口的圓周速度H為揚程，n為轉速

由于纖維附加剪切應力的作用造成的流動損失，紙漿泵的理論揚程將適當加大，因此，葉輪出口圓周速度系數K_U2可取1.07。