[發(fā)明專利]一種低比轉速高效無過載多級離心泵葉輪設計方法

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• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110030209A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設計）人: 王成斌;王勇;張子龍;劉厚林;李剛祥;張國翔
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22;F04D29/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種低比轉速高效無過載多級離心泵葉輪設計方法，根據離心泵在設計工況流量Q、設計工況揚程H、設計工況軸輪轉速n、設計工況級數a、葉片數Z和傳動軸軸徑d_b的設計要求,給出了葉輪主要參數的設計公式，包括：葉輪出口直徑D₂、葉輪出口寬度b₂、葉片出口安放角β₂、葉片包角Φ、進口直徑D₁以及葉輪進口內徑D₀。根據本設計方法設計的低比轉速多級離心泵葉輪能使泵滿足全揚程無過載性能，功率備用系數K控制在1.1倍以內，同時保證高效率性能，達到國家領先水平。

技術領域

本發(fā)明涉及離心泵領域，特別涉及一種低比轉速高效無過載多級離心泵葉輪設計方法。

背景技術

煤炭資源是我國的主體能源，并且在很長一段時間內其在一次性能源結構中的主導地位不會改變。大當量的煤炭地下開采過程中會面臨各式各樣的挑戰(zhàn)，突水就是其中典型的現象，礦用搶險泵作為礦山水災事故搶險救災的唯一可選裝備，其重要性不言而喻。目前，我國礦用泵的質量和水平滿足不了煤炭生產和發(fā)展的需求，高性能礦用搶險泵的開發(fā)經驗比較匱乏，主要體現在：1、無過載性能較差，大流量工況下泵軸功率較設計工況下軸功率的比值較大，困擾電機的選型，小功率電機則存在過載風險，選擇大功率電機則造成浪費；2、效率較國外優(yōu)秀泵相比偏低，會導致更多的能源消耗。

發(fā)明內容

針對現有技術中存在不足，本發(fā)明提供了一種低比轉速高效無過載多級離心泵葉輪設計方法，具備真正理想的高效、全揚程無過載特性，配套功率較低、泵穩(wěn)定性較高，綜合性能達到國內領先水平。

本發(fā)明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種低比轉速高效無過載多級離心泵葉輪設計方法，已知離心泵在設計工況流量Q、設計工況揚程H、設計工況葉輪轉速n、設計工況級數a、葉輪葉片數Z和傳動軸軸徑d_b參數，由下面公式計算葉輪出口直徑D₂：

其中：

n_s-葉輪比轉速，

Q-設計工況流量，m³/s。

n-設計工況葉輪轉速，r/min；

H-設計工況揚程，m；

D₂-葉輪出口直徑，m；

K₁-葉輪出口直徑系數，K₁取值范圍為1.1～1.4；

g-重力加速度，m/s²。

進一步，葉輪出口寬度b₂滿足以下關系式：

其中：

n_s-葉輪比轉速；

D₂-葉輪出口直徑，m；

b₂-葉輪出口寬度，m；

K₂-葉輪出口寬度系數，K₂取值范圍為0.6～1。

進一步，葉輪葉片出口安放角β₂滿足以下關系式：

其中：

n_s-葉輪比轉速；

a-設計工況級數；