[發(fā)明專(zhuān)利]一種離心泵葉輪葉片安放角的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810416245.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108708875B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瑤瑤;唐鈴鳳;趙永濤;蔣志誠(chéng);閆志超;楊強(qiáng)楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F04D29/24
• 分類(lèi)號(hào): F04D29/24;F04D29/66
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專(zhuān)利代理有限公司 11403
• 代理人: 楊紅梅

本發(fā)明公開(kāi)了一種離心泵葉輪葉片安放角的設(shè)計(jì)方法，具體包括：以葉片1工作面型線的進(jìn)口a和葉片2背面型線的出口b之間的連線確定葉片進(jìn)口處絕對(duì)速度的方向，建立進(jìn)口安放角與出口安放角之間的函數(shù)關(guān)系，尋找泵效率最高時(shí)所對(duì)應(yīng)的進(jìn)口安放角及出口安放角，以點(diǎn)b為基準(zhǔn)，沿葉片2另取四個(gè)點(diǎn)c、d、e、f，分別連接a點(diǎn)和c、d、e、f進(jìn)而改變絕對(duì)速度的方向，研究進(jìn)出口安放角對(duì)泵性能參數(shù)的影響，以提高效率，改善汽蝕性能為目標(biāo)，尋找絕對(duì)速度落在葉輪2上的最優(yōu)位置。本發(fā)明提出了一種確定葉片安放角的方法，建立了葉片安放角的數(shù)學(xué)模型，建立了泵性能參數(shù)與葉片安放角之間的數(shù)學(xué)模型，為葉片安放角的選擇提供了理論性指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流體機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種離心泵葉輪葉片安放角的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

葉片安放角是影響效率、氣蝕余量等性能參數(shù)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)泵內(nèi)部的流動(dòng)具有較大的影響。目前對(duì)葉片安放角的設(shè)計(jì)往往是根據(jù)葉輪出口確定液流角，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取沖角，從而計(jì)算葉輪葉片進(jìn)口安放角。這種設(shè)計(jì)方法是以經(jīng)驗(yàn)為主的單工況設(shè)計(jì)方法，經(jīng)驗(yàn)因素偏多，且沒(méi)有科學(xué)的理論與數(shù)學(xué)模型作為支撐，使得葉片安放角的取值具有一定的偶然性，無(wú)法保證設(shè)計(jì)的葉輪具有較佳的水力性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種離心泵葉輪葉片安放角的設(shè)計(jì)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中以經(jīng)驗(yàn)為主的對(duì)葉片安放角進(jìn)行取值的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種離心泵葉輪葉片安放角的設(shè)計(jì)方法，以葉片1工作面型線的進(jìn)口a和葉片2背面型線的出口b之間的連線確定葉片進(jìn)口處絕對(duì)速度的方向，建立進(jìn)口安放角與出口安放角之間的函數(shù)關(guān)系，尋找泵效率最高時(shí)所對(duì)應(yīng)的進(jìn)口安放角及出口安放角，以點(diǎn)b為基準(zhǔn)，沿葉片2另取四個(gè)點(diǎn)c、d、e、f，分別連接a點(diǎn)和c、d、e、f進(jìn)而改變絕對(duì)速度的方向，研究進(jìn)出口安放角對(duì)泵性能參數(shù)的影響，以提高效率，改善汽蝕性能為目標(biāo)，尋找絕對(duì)速度落在葉輪2上的最優(yōu)位置。

優(yōu)選地，確定安放角的設(shè)計(jì)方法的具體步驟為：

（1）根據(jù)速度系數(shù)法設(shè)計(jì)離心泵葉輪基本參數(shù)；

（2）確定絕對(duì)速度方向，保證方向與葉輪1工作面型線的進(jìn)口a與葉輪2背面型線的出口b的連線共線；

（3）建立葉片進(jìn)出口安放角的求解模型；

（4）求解葉片進(jìn)出口安放角；

（5）改變連線方向，構(gòu)建另外四個(gè)模型，按照上述方法分別求解進(jìn)口安放角大??；

優(yōu)選地，利用速度系數(shù)法設(shè)計(jì)離心泵的基本參數(shù)，包括葉輪進(jìn)口直徑D₁，葉輪外徑D₂，葉片數(shù)z，選擇出口安放角β₂的范圍，進(jìn)口真實(shí)厚度δ₁，出口真實(shí)厚度δ₂及葉片包角φ。

優(yōu)選地，確定絕對(duì)速度方向的具體方法為：

葉輪出口處的圓周厚度為：

（1）

式中，由幾何關(guān)系可以得到:

（2）

每?jī)蓚€(gè)相鄰葉片之間的夾角為：

（3）

葉片2工作面入口a與葉片1背面型線出口b之間的距離為：

(4)

絕對(duì)速度方向與圓周速度方向之間的夾角為：

(5)

式中，

(6)