【技术实现步骤摘要】
一种固液两相流泵叶轮水力设计方法
本专利技术涉及一种固液两相流泵叶轮水力设计方法,特别涉及一种高比转数离心式固液两相流泵叶轮水力设计方法。
技术介绍
固液两相流泵是指通过叶轮的旋转作用使固液混合介质的能量增加,将电能转换成介质的动能和势能的设备,主要运用于矿山、电厂、疏浚、冶金、化工、建材及其石油等行业领域。固液两相流泵理论可以从固液混合物对泵和管道特性的影响、固液两相流在泵内运动的规律这两方面进行研究。固液两相流泵的工作介质不是清水,所以设计方法和普通泵有着本质的区别,由于受到固体物的影响,泵的性能会发生变化,过流部件可能磨损严重,导致泵的堵塞。目前,固液两相流泵的一个重要发展趋势是固体物浓度增大、使用寿命延长、效率更高,这些性能的提高都与过流部件的水力设计密不可分。在现有技术下,固液两相流泵叶轮的水力设计依然主要依赖于设计者的经验,这样的设计方法具有不确定性,设计成本和风险相对较高,无法满足当今市场对产品生产的要求。因此,有必要对固液两相流泵叶轮的水力设计方法作进一步的完善。我国目前已经申请专利保护的固液两相流泵叶轮设计方法主要有以下几个:专利号为ZL201020293027.1的“渣浆泵叶轮”技术专利,该专利改进了叶轮结构,减小主叶片和叶轮外护套的间隙,使这两个部件之间的压力增大,从而减小渣浆泵的振动,同时有效保护护套;专利号为ZL03213328.6的“一种组合式渣浆泵叶轮”技术专利,该专利采用组合式结构,使得叶片主体、叶片和前护板的分体易于制造加工;专利号为ZL201220187883.8的“一种渣浆泵复合叶轮”技术专利,该专利通过结构优化,使渣 ...
【技术保护点】
一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,提供叶轮设计的主要几何参数,包括叶片各处宽度bi、叶片与前盖板交线在叶片出口处的倾角θ、叶片真实厚度δ、叶片出口安放角β2、叶片出口安放角修正量Δβ2、叶片出口排挤系数Ψ2、叶片出口宽度b2、叶片数z、叶片入口安放角β1、叶片入口直径D1、叶片入口排挤系数Ψ1等,其特征在于叶轮几何参数与泵设计工况点性能参数Q、H、n以及输送的固液两相流特性参数d、P适合以下关系:bi=b2[0.406(DiD2)1.932+0.594]6.593P2+0.055d×P+0.11d+18.67P0.114d+26.62P×0.062QH-0.542Q+9.264H-0.005Q2+11.39H---(1)]]>θ=(78.86‑0.337d‑26.91P+0.022d×P+8.913P2)(‑0.141H2+1.505) (2)式中:bi——在叶轮轴面图上以叶片流道中线距离轴线距离为Di的点为圆心做圆与叶片轮廓切于两点,光滑连接圆心和切点形成的曲线长度即为bi,米;θ——在轴面图上,叶轮前盖板与叶片交界线在叶片出口处的切线与轴线方向的夹角, ...
【技术特征摘要】
1.一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,提供叶轮设计的主要几何参数,包括叶片各处宽度bi、叶片与前盖板交线在叶片出口处的倾角θ、叶片真实厚度δ、叶片真实厚度尺寸系数A、扬程H、水力效率ηΓ、叶轮出口直径D2、叶片出口直径尺寸系数kD、叶轮出口直径的单元直径Dq、叶片出口安放角β2、叶片出口安放角修正量Δβ2、叶片出口排挤系数Ψ2、叶片出口宽度b2、叶片出口宽度尺寸系数kb、叶片数z、叶片入口安放角β1、叶片入口直径D1、叶片入口排挤系数Ψ1、叶轮进口直径Dj、叶片进口直径尺寸系数K1、叶轮前盖板圆弧半径Ra、叶轮后盖板圆弧半径Rb,其特征在于叶轮几何参数与泵设计工况点性能参数Q、H、n以及输送的固液两相流特性参数d、P适合以下关系:θ=(78.86-0.337d-26.91P+0.022d×P+8.913P2)(-0.141H2+1.505)(2)式中:bi——在叶轮轴面图上以叶片流道中线距离轴线距离为Di的点为圆心做圆与叶片轮廓切于两点,光滑连接圆心和切点形成的曲线长度即为bi,米;θ——在轴面图上,叶轮前盖板与叶片交界线在叶片出口处的切线与轴线方向的夹角,弧度;Di——叶片流道中线距离轴线的距离,米;H——扬程,米;D2——叶轮出口直径,米;Q——流量,米3/小时;b2——叶片出口宽度,米;d——固体颗粒均值粒径,毫米;P——固体颗粒体积浓度,百分比;n——设计工况点的转速,转/分钟。2.如权利要求1所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,叶片真实厚度δ、叶片真实厚度尺寸系数A,设计公式如下:式中:δ——叶片真实厚度,叶片两面之间的最小距离,毫米;z——叶片数,个;A——叶片真实厚度尺寸系数,用于对叶片真实厚度进行修正;ns——比转数;H——扬程,米;D2——叶轮出口直径,米;d——固体颗粒均值粒径,毫米;P——固体颗粒体积浓度,百分比。3.如权利要求1所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,固液两相流泵的扬程H,水力效率ηΓ,设计公式如下:ηΓ=(-0.01z2+0.1z+0.64)sin(0.002ns+7.18)(6)式中:ω——叶轮角速度,弧度/秒;ηΓ——水力效率;g——重力加速度,米/秒2;β2——叶片出口安放角,弧度;Δβ2——叶片出口安放角修正量,弧度;Ψ2——叶片出口排挤系数;H——扬程,米;D2——叶轮出口直径,米;z——叶片数,个;Q——流量,米3/小时;ns——比转数;b2——叶片出口宽度,米。4.如权利要求1所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,固液两相流泵的叶轮出口直径D2、叶片出口直径尺寸系数kD、叶轮出口直径的单元直径Dq,设计公式如下:D2=kDDqsin(6.124P+1.135)(7)kD=(2.996ns+930.3)/(ns+29.38)(8)Dq=1.69e(-1.734Q-4.104Q×n-0.2793n+2.042)/(2.237Q+...
【专利技术属性】
技术研发人员:付强,刘永,朱荣生,王秀礼,王学吉,张本营,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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