[發明專利]一種混流泵失速工況葉輪尾跡渦耗散裝置

有效

• 申請號: 202110428441.1
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113153803B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 季磊磊;李偉;周嶺;朱勇;馬斯卓;齊寒東
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/18
• 分類號: F04D29/18;F04D29/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種混流泵失速工況葉輪尾跡渦耗散裝置，包括導葉片和尾跡渦耗散裝置；由N個均勻分布的導葉片將泵內部均勻分為N條導葉流道；在每條導葉流道內均設置尾跡渦耗散裝置，尾跡渦耗散裝置的一端固定連接泵體內壁，故每個尾跡渦耗散裝置位于導葉流道的中上部，且不占用下方的導葉流道；尾跡渦耗散裝置上設有耗散孔對，利用耗散孔對耗散葉輪尾跡渦的能量。

技術領域

本發明屬于流體機械(泵)內部流動技術領域，尤其是涉及一種混流泵失速工況葉輪尾跡渦耗散裝置。

背景技術

混流泵是一種比轉速介于離心泵和軸流泵之間泵型，它具有軸向入流，斜向出流的特點。隨著混流泵在污水處理、防洪排澇和農田灌溉等領域的廣泛應用，對其性能的要求也逐漸提高。但由于混流泵設計理論還不夠完善，目前還沒有能力設計出一種在全流量工況下效率均處于最高值的混流泵。在一般情況下，當混流泵流量工況偏離設計點時，泵效率均會降低。特別是隨著流量工況減小時，混流泵的效率會隨之下降，而揚程卻增加。但當混流泵的流量工況減小到在某段范圍時，混流泵的流量-揚程曲線也會出現隨流量減小而減小的現象，即“旋轉失速”現象。在這期間，混流泵內部的流場非穩態流動增加，非定常特性更加明顯，整個機組會出現異常振動和噪聲，嚴重威脅這運行的安全。經過眾多學者的研究發現，在失速工況時，混流泵葉輪和導葉內部的渦致能量損失增多，是導致泵揚程急劇減小的“元兇”。而在葉輪中主要是由于失速渦、輪緣泄漏渦的影響，而在導葉中則是由于葉輪尾跡渦和回流渦的影響。因此，為了提高混流泵在失速工況的穩定性，減小上述渦結構對流場的影響，有必要開發一種裝置或結構消除或減弱混流葉輪和導葉內眾多渦結構對流場的負面影響。

經檢索，申請號為CN201820156382.0的專利通過向導葉體內部注水孔內注入高壓水，然后高壓水沿導葉吸力面的射流孔射流進入導葉葉片間到達流道內，進入導葉葉片間的射流打散了失速渦，但該種方式只適合導葉葉片厚度較厚的泵，且其是為了消除導葉內的失速渦，對于葉輪尾跡產生的渦結構無法有效地改善。

經檢索，目前針對失速工況下混流泵葉輪尾跡渦的改善或消除還未有相關的申請專利及文獻。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提出了一種混流泵失速工況葉輪尾跡渦耗散裝置，通過在導葉流道中設置葉輪尾跡渦耗散裝置，使得葉輪尾跡渦提前耗散從而達到改善混流泵導葉內流場的方式。

本發明所采用的技術方案如下：

一種混流泵失速工況葉輪尾跡渦耗散裝置，包括導葉片和尾跡渦耗散裝置；由N個均勻分布的導葉片將泵內部均勻分為N條導葉流道；在每條導葉流道內均設置尾跡渦耗散裝置，尾跡渦耗散裝置的一端固定連接泵體內壁，故每個尾跡渦耗散裝置位于導葉流道的中上部，且不占用下方的導葉流道；尾跡渦耗散裝置上設有耗散孔對，利用耗散孔對耗散葉輪尾跡渦的能量。

進一步，尾跡渦耗散裝置包括固定部和作用部；在所述作用部設置耗散孔對，用于耗散葉輪尾跡渦的能量；所述固定部沿作用部的弦長邊垂直設置，利用緊固件將固定部與泵的外殼體固定連接。

進一步，在相鄰兩片導葉片之間，與其中一片導葉片的壓力面相對的是尾跡渦耗散裝置的凹面，與另一片導葉片的吸力面相對的是尾跡渦耗散裝置的凸面。

進一步，尾跡渦耗散裝置的凹面與凹面相對的壓力面之間的距離L1、凸面與凸面相對的吸力面之間的距離L2均小于10％的導葉流道寬度。

進一步，在尾跡渦耗散裝置的作用部上沿徑向開設多列通孔組；同一列通孔組中所有的通孔朝同一方向設置，相鄰兩列通孔組內的通孔方向相反，如此間隔設置。

進一步，相鄰兩列通孔組中相互靠近的通孔組成一個耗散孔對，且組成耗散孔對的兩個通孔的中軸線相交于尾跡渦耗散裝置的凸面；且中軸線的夾角為銳角。

進一步，尾跡渦耗散裝置上的通孔直徑相同。