一種多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法

2023-06-21 06:02:06 2

一種多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法
【專利摘要】本發明涉及一種多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法。將所述軸流葉輪的幾何參數與所述軸流泵的多個工況的性能要求聯繫到一起，通過對葉片幾何參數的調節而設計出一種能在多個工況下正常工作的軸流泵，本設計方法可以滿足軸流泵的工作性能曲線與實際要求的性能曲線一致，尤其適用於泵在多個工況下正常運行的情況；同時通過控制泵的轉速、比轉速等參數，使泵在多相流工況下的多個工況時也能保持較高的效率。
【專利說明】-種多相混輸軸流累葉輪的多工況設計方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及流體機械，特別涉及一種多相混輸軸流粟葉輪的設計方法。

【背景技術】
[0002] 軸流粟在生產生活中廣泛應用於農田排灌、市政排給水工程、調水工程、電廠循環 水工程等諸多方面，近年來在核電、噴水推進方面也得到了應用，因此高效率的軸流粟對能 源的節約有重大意義。軸流粟的運行工況較多，例如市政排水工程中排給汙水時，軸流粟會 在固液兩相下運行，核電站失水事故中，軸流粟會在汽液兩相下運行。目前，常用的軸流粟 葉輪水力設計方法都是針對軸流粟在單一的液相下工作的設計，常用的方法有升力法和圓 弧法，該兩種方法均W平面葉柵理論為基礎，把複雜的空間流動簡化為平面流動。但是當軸 流粟輸送的液體由單一的液相變為多相時，用普通方法設計出的軸流粟的揚程、效率會迅 速下降，從而使軸流粟不能滿足設計要求，同時也將大大的增加能源的消耗量，該對一個能 源消耗大國十分不利。同時，軸流粟在多相流工況時，有時還要求軸流粟在多個工況點能滿 足一定的流量和揚程要求，而同時滿足幾個工況點的葉輪的設計方法較少。


【發明內容】

[0003] 為了使軸流粟在多相流工況時具有較高的效率，同時又滿足多個工況點的流量和 揚程要求，本發明提出了一種多相混輸軸流粟葉輪的多工況設計方法。
[0004] 實現上述目的所採用的技術方案是：
[0005] -種多相混輸軸流粟葉輪的多工況設計方法，其特徵在於，設多個工況點的數量 為m個，i為其中任意一個工況，所述葉輪的幾何參數；葉輪輪毅直徑Dh、葉輪型線高度tv 葉輪葉片出口安放角目2,與第i個工況點的性能參數流量化、揚程Hi滿足W下關係式：
[0006]

【權利要求】
1. 一種多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法，其特徵在於，設多個工況點的數量為 m個，i為其中任意一個工況，所述葉輪的幾何參數：葉輪輪轂直徑Dh、葉輪型線高度h2、葉 輪葉片出口安放角β。、，與第i個工況點的性能參數：流暈Q ;、揚程H;滿足以下關係式：
Δ H = max ( Δ Η" Δ H2,…，Δ Hi，…，Δ Hm) Δ Hi = H-H/
式中： Qbep--最優效率工況點流量，立方米/秒； Hbep--最優效率工況點揚程，米； nsBEP-比轉數； D2bep--按速度係數法設計的最優效率工況點葉輪外徑，米； Qi--第i工況點的流量，立方米/秒； H/--傳統速度係數設計法的第i工況點的揚程，米； η--葉輪轉速，轉/分； Λ Hi--各工況點對應的最優工況點的揚程差值； H-揚程； AHi--第i工況點的要求揚程與傳統速度係數設計揚程的差值，米； Dh--葉輪輪轂直徑，米； h2--葉輪型線高度，米； β 2--葉輪葉片出口安放角，度。
2. 根據權利要求1所述的多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法，其特徵在於，所述 葉輪轉速η控制在1800r/min?3000r/min範圍以內。
3. 根據權利要求1所述的多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法，其特徵在於，採用 變頻器控制葉輪轉速。
4. 根據權利要求1所述的多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法，其特徵在於，比轉 數ns的取值範圍為675?900。
5. 根據權利要求1所述的多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法，其特徵在於，所 述葉輪的葉片出口安放角β2的取值範圍為24°?35°，進口安放角P 1的取值範圍為 15。?25°。
6. 根據權利要求5所述的多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法，其特徵在於，當性 能曲線出現陡降時β ^ @2取10°?18°，當性能曲線緩慢變化時^^、^取18°?30°。
7. 根據權利要求1所述的多相混輸軸流泵葉輪的多工況設計方法，其特徵在於，所述 葉輪的葉片包角Φ的取值範圍為55°?85°，葉片數為2?6片。
【文檔編號】F04D29/18GK104389810SQ201410481735
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】付強, 王秀禮, 朱榮生 申請人:江蘇大學