一种低NPSHr叶轮设计方法技术

本发明专利技术涉及一种低NPSHr叶轮设计方法，提供了主要针对叶片泵的必需空化余量NPSHr相关参数：叶片泵最小必需空化余量NPSHr(min)、最小必需空化余量系数Kp、叶片进口对液体流动的排挤系数ξ0，修改后的叶轮进口直径Dp，修改后的叶轮进口当量直径Dp0，通过改善叶轮参数，改善了叶片泵的抗空化性能，提高叶片泵的稳定性能，达到延长泵以及相关部件的运行寿命的目的。

A design method of low NPSHr impeller

The present invention relates to a low NPSHr impeller design method, provides the necessary for vane pump cavitation parameters of NPSHr vane pump cavitation: the minimum required NPSHr (min), the minimum required cavitation coefficient Kp, blade inlet on liquid flow out coefficient 0, the modified impeller diameter Dp, modified the equivalent diameter of impeller inlet Dp0, through the improvement of impeller parameters, improve the anti cavitation performance of the vane pump, so as to improve the stability of vane pump, prolong the operating life of the pump and related components to.

【技术实现步骤摘要】
一种低NPSHr叶轮设计方法
本专利技术涉及一种叶片泵叶轮设计方法,特别涉及一种低NPSHr叶轮设计方法。
技术介绍
空化现象是指液流中的流场压力降低到饱和的蒸汽压力之下时，液体将会由液态转变为充满蒸汽的气态空泡，从而其热力学状态进行改变。空化又称汽蚀，空化现象在泵、喷管、螺旋桨、水轮机等流体机械中经常出现，尤其是在叶片泵中。空化除了降低水力机械的性能，长久的空化还会造成材料表面的破坏，降低过流部件的机械强度与过流性能，而瞬时的空化则会造成流场内部紊乱，产生振动和噪音，这些不稳定的压力和振荡可能造成过流部件的结构破坏。在叶片泵空化控制方程中，有两个基本方程是描述泵空化的基本方程：装置空化余量NPSHa和泵空化余量NPSHr。装置空化余量NPSHa又称有效的空化余量，是由吸入装置提供的，在泵的进口处单位重量液体具有的超过汽化压力水头的富余能量，即泵进口处液体具有的全水头减去汽化压力水头的净剩的值。泵空化余量NPSHr和泵内部流动情况有关，是由泵本身决定的。NPSHr表征泵进口部分的压力降，也就为了保证泵不发生空化，要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量，其物理意义表示液体在泵进口部分压力降的程度。由于泵空化余量NPSHr是由泵本身决定的，因此本专利技术主要对泵空化余量NPSHr进行优化。现有技术的叶片泵的设计过程中很少设计对最小泵空化余量NPSHr进行描述，对泵本身的空化性描述不准确，因此容易出现叶片泵空化，从而造成叶片泵速度超过额定转速时发生空化现象。申请号为201510679202.8号的中国专利技术专利公开了一种高抗空化离心叶轮水力设计方法，这种设计方法是通过改善叶片的进口安放角、叶片厚度分布、叶轮进口直径和叶片进口宽度,可以减小叶片的弯曲程度，增大叶片进口的过流面积，使离心泵的效率提高，空化余量降低，空化性能得到改善。通过不同叶片数和比转速来设计叶片包角使叶轮流道内的流动扩散减少，流动更贴近叶片形状，减少由于脱流的漩涡向高压侧扩散。但是上述专利中的提到参数描述并未对泵空化余量NPSHR进行描述，也并没有建立泵空化余量NPSHR与叶轮基本参数的关系。针对上述存在的缺陷，本专利技术人专利技术了一种低NPSHr叶轮设计方法，对泵空化余量NPSHr进行了准确的描述，得出最小泵空化余量，以在一定的程度上缓解叶片泵在失速的情况下发生空化的问题，保证了叶片泵的抗空化性能。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种低NPSHr叶轮设计方法。通过准确的描述泵空化余量NPSHr来改善叶片泵抗空化性能。实现上述目的所采用的技术方案是：1、先用普通计算方法将初始叶轮进口当量直径D0和叶轮出口直径D2计算得出。2、叶片进口对液体流动的排挤系数ξ0式中：D0—初始叶轮进口当量直径，米；ξ0—叶片进口对液体流动的排挤系数；n—设计工况转速，转/分；D2—叶轮出口直径，米；β0*—叶轮前冠叶片断面叶片出口安放角，度；3、最小必需空化余量系数Kp式中：Kp—最小必需空化余量系数；D0—初始叶轮进口当量直径，米；D2—叶轮出口直径，米；ξ0—叶片进口对液体流动的排挤系数；Q—设计工况流量，米3/秒；n—设计工况转速，转/分；4、修改后的叶轮进口直径DpDp＝Kp·(Q/n)1/3式中：Kp—最小必需空化余量系数；Q—设计工况流量，米3/秒；n—设计工况转速，转/分；5、修改后的叶轮进口当量直径Dp0Dp0＝Dp·(1-r2)1/2式中：Dp0—修改后的叶轮进口当量直径，米；Dp—修改后的叶轮进口直径，米；r—叶轮轮毂半径，米。根据上述步骤，可以得到一种一种低NPSHr叶片泵设计方法。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。图1是离心泵叶轮轴面图。具体实施方式本专利技术主要是通过准确的描述泵空化余量NPSHr来改善叶片泵抗空化性能，减缓叶片的空化作用。此实施例是在给定原有叶片泵的基础上，对叶片泵的空化余量NPSHr进行了改进：图1确定了本实施例：1、先用普通计算方法将初始叶轮进口当量直径D0和叶轮出口直径D2计算得出。2、叶片进口对液体流动的排挤系数ξ03、最小必需空化余量系数Kp4、修改后的叶轮进口直径DpDp＝Kp·(Q/n)1/35、修改后的叶轮进口当量直径Dp0Dp0＝Dp·(1-r2)1/2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低NPSHr叶轮设计方法，提供了主要针对叶片泵的必需空化余量NPSHr相关参数：叶片泵最小必需空化余量NPSHr(min)、最小必需空化余量系数Kp、叶片进口对液体流动的排挤系数ξ0，修改后的叶轮进口直径Dp，修改后的叶轮进口当量直径Dp0，其特征在于：叶轮几何参数与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系：

【技术特征摘要】
1.一种低NPSHr叶轮设计方法，提供了主要针对叶片泵的必需空化余量NPSHr相关参数：叶片泵最小必需空化余量NPSHr(min)、最小必需空化余量系数Kp、叶片进口对液体流动的排挤系数ξ0，修改后的叶轮进口直径Dp，修改后的叶轮进口当量直径Dp0，其特征在于：叶轮几何参数与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系：

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣生，张本营，杨爱玲，
申请(专利权)人：江苏国泉泵业制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32