一种流道式导叶设计方法,主要应用于解决现有流道式导叶设计时忽视与叶轮不匹配的重要性而导致泵工作效率不高的问题。为此，在传统流道式导叶设计的基础上，应用安德森的面积比原理，以确定导叶进口宽度b3、导叶喉部宽度a3和导叶数z。本发明专利技术在传统流道式导叶设计的基础上，应用安德森的面积比原理，以确定导叶进口宽度b3、导叶喉部宽度a3和导叶数z，考虑了叶轮和导叶的匹配性，这样减小了水力损失，提高了泵的效率，达到节能降耗的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多级离心泵领域，特别涉及。
技术介绍
随着我国经济高速的发展和全球能源的日益减少，节能降耗已成为全球性的 共同焦点问题。泵类产品在流体机械类产品的一种，国内的需求量很大，每年发电量 20%-25%都浪费在泵类产品上。而多级离心泵作为常见的一种产品。广泛应用于工业 生产、矿山、城市给排水等领域，导叶是多级泵各元件中的重要组成部分，是泵过流部件中 效率损失的重点部位。多级泵中多应用径向导叶和流道式导叶，径向导叶因其结构简单，铸 造、加工工艺方便而被广泛应用。流道式导叶由几个独立的封闭流道组成，具有良好的水力 特性，但其铸造、加工工艺较繁琐未被广泛的应用。但随着目前加工制造技术和三维技术的 不断发展，流道式导叶逐渐应用于一些重要的多级泵中。 流道式导叶的设计方法和径向导叶类似。传统的设计方法先确定导叶轴面进口宽 度，由导叶轴面进口宽度估计导叶喉部宽度，再由导叶喉部宽度计算得到叶片数，将计算结 果四舍五入得到导叶流道数，这种正向设计方法考虑叶轮和导叶的匹配性较少，且导叶流 道数主要参数取值自由度较大，受限于统计资料和人为因素，设计质量不能保证。这就导致 了流体在叶轮和流道式导叶之间的过渡段损失较大，使泵的效率有所下降，不符合泵节能 的要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的旨在于提供，以减 小因叶轮和导叶不匹配而造成泵能耗增加的问题，提高泵的效率，符合泵节能的要求。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： ，包括以下步骤： 步骤一、通过公式（1)求得导叶进口宽度b3， b3=b2+(2~5)_ (1) 式中，b3为导叶进口宽度，b2为叶轮出口宽度； 步骤二、通过公式（2)求得导叶进口安放角a 3， tg a 3= (1. 1 ~1. 3) tg a 2 (2) 式中，a 3为导叶进口安放角，a 2为叶轮出口绝对液流角； 步骤三、通过公式（3)求得导叶基圆直径D3， D3= (1. 02 ~1. 05)D2 (3) 式中，D2为叶轮直径，D 3为导叶基圆直径； 步骤四、叶片入口厚度S 3取值为3~7mm ; 步骤五、将导叶进口安放角a 3、叶片入口厚度63和导叶基圆半径1?3带入公式 (4)，得到叶片数z和喉部宽度％的关系， 式中，z为叶片数，a 3为导叶进口安放角，a3为导叶喉部宽度，S 3为叶片入口厚 度，R3为导叶基圆半径； 步骤六、根据安德森面积比原理，流道式导叶多级泵的面积比公式为： Y = F2/Fd (5)式中，Y为面积比系数，F2为叶轮叶片间的出口面积，Fd为导叶喉部面积； 步骤七、叶轮叶片间的出口面积匕可由公式（6)计算得到 F2= 3iD2b2tgf32 (6) 式中，D2为叶轮直径，b2为叶轮出口宽度，0 2为叶片出口安放角； 步骤八、通过公式（7)确定面积比系数Y， Y = 1/(0. 036849+0. 002310ns) (7) 式中，113为泵的比转速； 步骤九、因流道式导叶喉部面积公式可知Fd与a 3和z的关系， Fd= za 3b3 (8) 式中，z为叶片数，a3为导叶喉部宽度，b 3为导叶进口宽度； 步骤十、将公式（6)确定的匕以及公式（7)确定的面积比系数Y代入公式（5)中， 从而求得F d，再将求得的Fd代入公式（8)，得到a 3和2的关系式，由于公式（4)中也得到叶 片数z和喉部宽度a3的关系，根据公式（4)和公式（9)两个方程解得两个未知数得出导叶 喉部宽度％和叶片数z，求得叶片数z后取为整数，再代入公式（4)中确定a 3的数值，最终 得到了 b3，z*a3的参数组合。 本专利技术的有益效果在于： 相比于现有技术，本专利技术在传统流道式导叶设计的基础上，应用安德森的面积比 原理，以确定导叶进口宽度b 3、导叶喉部宽度％和导叶数z，考虑了叶轮和导叶的匹配性，这 样减小了水力损失，提高了泵的效率，达到节能降耗的目的。【附图说明】 图1为本专利技术的导叶的结构示意图； 图2为图1的侧视示意图； 图3为面积比系数Y与泵的比转速ns的散点及连线图。【具体实施方式】 下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本专利技术做进一步描述： 如图1至图3所示，本专利技术的流道式导叶设计方法主要应用于解决现有流道式导 叶设计时忽视与叶轮不匹配的重要性而导致泵工作效率不高的问题。为此，在传统流道式 导叶设计的基础上，应用安德森的面积比原理，以确定导叶进口宽度匕、导叶喉部宽度％和 导叶数z。安德森面积比原理认为叶轮出口过流面积与泵体喉部面积之比是离心泵扬程、流 量、轴功率等性能参数的主要决定因素。本专利技术设计导叶的依据为泵体和叶轮结构的已知 参数。 该流道式导叶设计方法包括以下步骤： 步骤一、考虑到导叶进口宽度133与叶轮出口宽度132要匹配，所以b 3的取值范围很 小，通过公式（1)求得导叶进口宽度b3， b3=b2+(2~5)_ (1) 式中，b3为导叶进口宽度，b2叶轮出口宽度（b 2是叶轮的参数，为已知值）； 步骤二、通过公式（2)求得导叶进口安放角a 3， tg a 3= (1. 1~1. 3) tg a 2 (2) 式中，a 3为导叶进口安放角，a 2为叶轮出口绝对液流角（a 2是叶轮的参数，为已 知值）；[0047当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种流道式导叶设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、通过公式(1)求得导叶进口宽度b3，b3＝b2+(2～5)mm (1)式中，b3为导叶进口宽度，b2为叶轮出口宽度；步骤二、通过公式(2)求得导叶进口安放角α3，tgα3＝(1.1～1.3)tgα2 (2)式中，α3为导叶进口安放角，α2为叶轮出口绝对液流角；步骤三、通过公式(3)求得导叶基圆直径D3，D3＝(1.02～1.05)D2 (3)式中，D2为叶轮直径，D3为导叶基圆直径；步骤四、叶片入口厚度δ3取值为3～7mm；步骤五、将导叶进口安放角α3、叶片入口厚度δ3和导叶基圆半径R3带入公式(4)，得到叶片数z和喉部宽度a3的关系，z=πsin2α3In[(a3+δ3)cosα3R3+1]---(4)]]>式中，z为叶片数，α3为导叶进口安放角，a3为导叶喉部宽度，δ3为叶片入口厚度，R3为导叶基圆半径；步骤六、根据安德森面积比原理，流道式导叶多级泵的面积比公式为：Y＝F2/Fd (5)式中，Y为面积比系数，F2为叶轮叶片间的出口面积，Fd为导叶喉部面积；步骤七、叶轮叶片间的出口面积F2可由公式(6)计算得到F2＝πD2b2tgβ2 (6)式中，D2为叶轮直径，b2为叶轮出口宽度，β2为叶片出口安放角；步骤八、通过公式(7)确定面积比系数Y，Y＝1/(0.036849+0.002310ns) (7)式中，ns为泵的比转速；步骤九、因流道式导叶喉部面积公式可知Fd与a3和z的关系，Fd＝za3b3 (8)式中，z为叶片数，a3为导叶喉部宽度，b3为导叶进口宽度；步骤十、将公式(6)确定的F2以及公式(7)确定的面积比系数Y代入公式(5)中，从而求得Fd，再将求得的Fd代入公式(8)，得到a3和z的关系式，由于公式(4)中也得到叶片数z和喉部宽度a3的关系，根据公式(4)和公式(9)两个方程解得两个未知数得出导叶喉部宽度a3和叶片数z，求得叶片数z后取为整数，再代入公式(4)中确定a3的数值，最终得到了b3，z和a3的参数组合。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：薛玲，李秋哲，劳旺俊，
申请(专利权)人：广州广一泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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