一種雙吸泵葉輪進(jìn)口端折邊葉片v型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙吸泵葉輪進(jìn)口端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。由于出口處切割葉片，導(dǎo)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(jìn)口邊葉片使葉片在葉輪進(jìn)口處錯(cuò)開，出口處葉片切割為V型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)錯(cuò)開的葉片有不同的進(jìn)口安放角和包角且在葉輪進(jìn)口處有不同的葉片寬度，根據(jù)折邊葉片的實(shí)際要求合理設(shè)計(jì)出葉輪的進(jìn)口當(dāng)量直徑、葉輪進(jìn)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(shí)際外徑、葉輪出口處葉片厚度，改變雙吸泵在運(yùn)行過程中葉輪進(jìn)口處的面積及流道中的流動(dòng)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(jìn)口端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及到一種雙吸累葉輪葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，特別設(shè)及一種雙吸累葉輪進(jìn)口 端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 累是一種應(yīng)用極其廣泛的通用機(jī)械，種類繁多，與人類的生活有著密不可分的關(guān) 系，凡是有液體流動(dòng)的地方，幾乎都有累的運(yùn)行工作。隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷的提高，累運(yùn) 用的領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大。雙吸累是一種很常見的累，由于它具有流量大、揚(yáng)程高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 檢修方便等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各種水利工程領(lǐng)域，是各種累中應(yīng)用最為廣泛的一種，廣泛 應(yīng)用于城市給水、石油化工、船舶工業(yè)農(nóng)業(yè)灌概等社會(huì)生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部口中。因此 對(duì)雙吸累的性能提出了越來越高的要求，如偏工況穩(wěn)定運(yùn)行的要求、低噪音振動(dòng)的要求和 高可靠性等。但在工程實(shí)際中經(jīng)常存在水累揚(yáng)程遠(yuǎn)高于輸出系統(tǒng)所需揚(yáng)程的情況。運(yùn)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(yáng)程和流量點(diǎn)下工作，同時(shí) 達(dá)到累站節(jié)能的目的。由于切割葉片導(dǎo)致雙吸累運(yùn)行過程中內(nèi)部流動(dòng)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(huì)影響累內(nèi)流體的正常流動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)、 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(yán)重時(shí)甚至影響整個(gè)系統(tǒng)無 法正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)雙吸累運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的問題，本發(fā)明提供了一種雙吸累葉輪進(jìn)口端折邊 葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。由于出口處切割葉片，導(dǎo)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(jìn)口邊葉片使葉片在葉輪進(jìn)口處錯(cuò)開，出口處 葉片切割為V型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)錯(cuò)開的葉片有不同的進(jìn)口安放角和包角且在葉輪進(jìn)口處有不同 的葉片寬度，根據(jù)折邊葉片的實(shí)際要求合理設(shè)計(jì)出葉輪的進(jìn)口當(dāng)量直徑、葉輪進(jìn)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(shí)際外徑、葉輪出口處葉 片厚度，改變雙吸累在運(yùn)行過程中葉輪進(jìn)口處的面積及流道中的流動(dòng)狀態(tài)，從而使累的抗 空化性能提高。
[0004] 1、葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑Do由下式確定：
[0005]
[0006] 巧中：
[0007] Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m;
[000引 Q-流量，m^/s;
[0009] Η-揚(yáng)程，m;
[0010] η-轉(zhuǎn)速，rev/min;
[0011] 2、葉輪葉片進(jìn)口寬度bi由W下公式確定：
[0012] (a)葉輪折邊上葉片進(jìn)口寬度bii由W下公式確定：
[0013]
[0014] (b)葉輪折邊下葉片進(jìn)口寬度bi2由W下公式確定：
[0015]
[0016] 式中；
[0017] bi廣上葉片進(jìn)口寬度，m;
[001引 bi2-下葉片進(jìn)口寬度，m;
[0019] η-轉(zhuǎn)速，rev/min;
[0020] Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m
[0021] Q一流量，niVs;
[0022] Η一揚(yáng)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(zhuǎn)速，rev/min;
[0030] Q-流量，m^/s;
[0031] Η-揚(yáng)程，m;
[00創(chuàng) g-重力加速度，mVs;
[0033] 4、葉片進(jìn)口安放角執(zhí)大小由下式確定：
[0034] (a)葉輪折邊上葉片進(jìn)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(jìn)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(jìn)口安放角，％
[0040] 執(zhí)2-下葉片進(jìn)口安放角，°;
[0041 ] Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m;
[0042] bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m;
[0043] bi2-下葉輪進(jìn)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(jìn)口當(dāng)量直徑，m;
[0化1] 化一葉輪出口直徑，m;
[0化2] bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m;
[0化3] bi2一下葉輪進(jìn)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(jìn)口當(dāng)量直徑，m;
[0063] 化一葉輪出口直徑，m;
[0064] 7、葉輪葉片的進(jìn)口處厚度Si由W下公式確定
[0065] (a)葉輪折邊上葉片進(jìn)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(jìn)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(jìn)口處厚度，m;
[0071] Si2-葉輪折邊下葉片進(jìn)口處厚度，m;
[007^ Z-葉片數(shù)，枚；
[0073] bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m;
[0074] bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m;
[0075] 8、葉輪葉片出口處切割后的實(shí)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(shí)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(shè)計(jì)雙吸累的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，可有效減輕雙吸累 葉輪進(jìn)口處的沖擊損失，提高離屯、累的抗空化性能和運(yùn)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(dòng)問題;提高了雙吸累的性能及運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0084] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的平面投影圖。
[0085] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的軸面圖。
[0086] 圖3是本發(fā)明實(shí)施葉輪葉片示意圖。
[0087] 圖1:扣一上葉片進(jìn)口安裝角，β?2-下葉片進(jìn)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(jìn)口當(dāng)量直徑，D2-葉輪出口直徑，bn-上葉片進(jìn)口寬度，bi2-下葉 片進(jìn)口寬度，Sii-葉輪折邊上葉片進(jìn)口處厚度，Si2-葉輪折邊下葉片進(jìn)口處厚度。
[0089] 圖3:1-葉輪上葉片，2-葉輪下葉片。
【具體實(shí)施方式】
[0090] 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)工況流量為0.09676位方米/秒，設(shè)計(jì)工況揚(yáng)程為60米，轉(zhuǎn)速為 2900轉(zhuǎn)/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(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)過程中，其它系數(shù)的選擇需要根據(jù)具體實(shí)際情況進(jìn)行系數(shù)選取，如葉輪的 蝸殼參數(shù)需要根據(jù)累的實(shí)際運(yùn)行來選擇等。
[0093] W上，為本發(fā)明參照實(shí)施例所做出的具體說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例， 也包含本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的其它實(shí)施例或變形例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙吸累葉輪進(jìn)口端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于:在設(shè)計(jì)雙吸累 葉輪葉片時(shí)，葉輪葉片進(jìn)口端采用分層折邊結(jié)構(gòu);其中葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑Do由下式確定：式中： Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m; Q-流量，m3/s; Η-揚(yáng)程，m; η-牽專速，rev/min。2. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪進(jìn)口端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片進(jìn)口寬度bi由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片進(jìn)口寬度bii由W下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片進(jìn)口寬度bl2由W下公式確定：式中： bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m; bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m; Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m; η-牽專速，rev/min; Η-揚(yáng)程，m; g-重力加速度，m^s。3. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪進(jìn)口端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(zhuǎn)速，rev/min; Q-流量，m3/s; Η-揚(yáng)程，m; g-重力加速度，m2/s。4. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪進(jìn)口端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片進(jìn)口安放角βι由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片進(jìn)口安放角βιι由W下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片進(jìn)口安放角β?2由W下公式確定：式中： βιι-上葉片進(jìn)口安放角，％ 012-下葉片進(jìn)口安放角，％ Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m; bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m; bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m; Q-流量，m3/s; Z-葉片數(shù)，枚。5. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪進(jìn)口端折邊葉片V型切割方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)口當(dāng)量直徑，m; 化一葉輪出口直徑，m; bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m; bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m。6. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪進(jìn)口端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)口當(dāng)量直徑，m; 化一葉輪出口直徑，m。7. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪進(jìn)口端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片的進(jìn)口處厚度Si由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片進(jìn)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(jìn)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(jìn)口處厚度，m; 512- 葉輪折邊下葉片進(jìn)口處厚度，m; Z-葉片數(shù)，枚； bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m; bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m。8. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪進(jìn)口端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片出口處切割后的實(shí)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(shí)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(hào)】F04D29/66GK105971929SQ201610301257
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】王秀禮, 鐘華舟, 朱榮生, 付強(qiáng), 蔡崢, 劉永, 鐘偉源
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)