一种基于叶片载荷分布的离心泵复合叶轮设计方法技术

技术编号:24492336 阅读:29 留言:0更新日期:2020-06-13 01:43
本发明专利技术公开了一种基于叶片载荷分布的离心泵复合叶轮设计方法。对初始叶轮进行计算获得欧拉扬程梯度系数,并判断叶轮是否要将长叶片替换为短叶片,在保证长、短叶片总加载载荷一致情况下,对长叶片进行后加载设计,对短叶片进行前加载设计,使得复合叶轮能够明显改善叶轮内部的流动状况。本发明专利技术能够改善叶轮出口处的射流‑尾迹现象,提高离心泵的抗汽蚀性能,降低压力脉动对泵的影响,使流动更加稳定。

A design method of composite impeller of centrifugal pump based on blade load distribution

【技术实现步骤摘要】
一种基于叶片载荷分布的离心泵复合叶轮设计方法
本专利技术涉及了一种泵体叶轮结构及其设计方法,尤其是涉及一种基于叶片载荷分布的离心泵复合叶轮设计方法,属于流体机械工程和动力工程领域。
技术介绍
作为通用机械,泵已经广泛应用于国民经济的各个领域,尤其是在国防、水利、航天、石油化工等领域发挥着非常重要的作用。然而离心泵的运行过程中也存在着突出的问题,主要表现为汽蚀的危害和突出的压力脉动。汽蚀现象是由于在叶片入口附近流体流速较大,导致存在局部低压区造成的。可以通过采用短叶片的方式减小叶片进口排挤,从而减小入口流速来解决。突出的压力脉动是由于流道内部产生了流动分离、二次流等非均匀流动结构造成的,可以通过增加叶片数的方式来解决。在当今大化工、大石化等产业当中,离心泵的正常运行有力的保证了整个生产工艺的正常运行。一旦离心泵不能正常运转,后果将不堪设想。因此,研究如何同时避免汽蚀和压力脉动所带来的危害,对离心泵而言显得尤为重要。国内外众多研究表明,分流短叶片可以提高离心泵的效率和抗汽蚀性能,防止流动失速的产生。这对离心泵的正常运转具有重要的意义。...

【技术保护点】
1.一种基于叶片载荷分布的离心泵复合叶轮设计方法,离心泵包括初始叶轮,初始叶轮设有多个相同的沿圆周间隔均布的叶片,每个叶片呈圆弧形态从叶轮边缘延伸到靠近叶轮中心位置,其特征在于方法包括:/n1)计算初始叶轮的叶片上各采样点的欧拉扬程梯度系数;/n2)根据欧拉扬程梯度系数范围采用以下方式来判断是否流动失速:/n当0<L<0.1,k

【技术特征摘要】
1.一种基于叶片载荷分布的离心泵复合叶轮设计方法,离心泵包括初始叶轮,初始叶轮设有多个相同的沿圆周间隔均布的叶片,每个叶片呈圆弧形态从叶轮边缘延伸到靠近叶轮中心位置,其特征在于方法包括:
1)计算初始叶轮的叶片上各采样点的欧拉扬程梯度系数;
2)根据欧拉扬程梯度系数范围采用以下方式来判断是否流动失速:
当0<L<0.1,ki>37/ω,且0.6<L<0.7,kimax>87/ω,且0.9<L<1.0,ki<-10/ω。其中,L为无量纲化的叶片型线长度,kimax为欧拉扬程梯度系数的最大值,ω为叶轮的角速度;ki表示欧拉扬程梯度系数,i表示采样点的序数;
若满足上述,则叶轮流动失速,进行下一步对初始叶轮进行调整,形成复合叶轮;
若不满足上述,则叶轮流动未失速,不对初始叶轮进行调整;
3)当叶轮中的一半叶片的总型线长度进行缩短形成短叶片,原有叶片作为长叶片,且使得长叶片和短叶片沿周向交替布置,对长叶片进行后加载处理得到长叶片载荷曲线,在短叶片的总加载载荷和长叶片的总加载载荷一致的情况下对短叶片进行前加载处理得到短叶片载荷曲线;通过调整短叶片的进口液流角和出口液流角,使得短叶片的总加载载荷和长叶片的总加载载荷一致。


2.根据权利要求1所述的一种基于叶片载荷分布的离心泵复合叶轮设计方法,其特征在于:所述步骤1)的具体步骤为:
1.1)对已知参数的初始叶轮,将叶片沿型线分为若干等份段,每个等份段处建立一个采样点,并且所有采样点的序号从初始叶轮中心到外...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈波宋宝林李晓俊朱祖超陈晓武
申请(专利权)人:浙江理工大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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