一种多相混输轴流泵叶轮的多工况设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种多相混输轴流泵叶轮的多工况设计方法。将所述轴流叶轮的几何参数与所述轴流泵的多个工况的性能要求联系到一起，通过对叶片几何参数的调节而设计出一种能在多个工况下正常工作的轴流泵，本设计方法可以满足轴流泵的工作性能曲线与实际要求的性能曲线一致，尤其适用于泵在多个工况下正常运行的情况；同时通过控制泵的转速、比转速等参数，使泵在多相流工况下的多个工况时也能保持较高的效率。
【专利说明】-种多相混输轴流累叶轮的多工况设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及流体机械，特别涉及一种多相混输轴流粟叶轮的设计方法。
【背景技术】
[0002] 轴流粟在生产生活中广泛应用于农田排灌、市政排给水工程、调水工程、电厂循环 水工程等诸多方面，近年来在核电、喷水推进方面也得到了应用，因此高效率的轴流粟对能 源的节约有重大意义。轴流粟的运行工况较多，例如市政排水工程中排给污水时，轴流粟会 在固液两相下运行，核电站失水事故中，轴流粟会在汽液两相下运行。目前，常用的轴流粟 叶轮水力设计方法都是针对轴流粟在单一的液相下工作的设计，常用的方法有升力法和圆 弧法，该两种方法均W平面叶栅理论为基础，把复杂的空间流动简化为平面流动。但是当轴 流粟输送的液体由单一的液相变为多相时，用普通方法设计出的轴流粟的扬程、效率会迅 速下降，从而使轴流粟不能满足设计要求，同时也将大大的增加能源的消耗量，该对一个能 源消耗大国十分不利。同时，轴流粟在多相流工况时，有时还要求轴流粟在多个工况点能满 足一定的流量和扬程要求，而同时满足几个工况点的叶轮的设计方法较少。
【发明内容】
[0003] 为了使轴流粟在多相流工况时具有较高的效率，同时又满足多个工况点的流量和 扬程要求，本发明提出了一种多相混输轴流粟叶轮的多工况设计方法。
[0004] 实现上述目的所采用的技术方案是：
[0005] -种多相混输轴流粟叶轮的多工况设计方法，其特征在于，设多个工况点的数量 为m个，i为其中任意一个工况，所述叶轮的几何参数；叶轮轮毅直径Dh、叶轮型线高度tv 叶轮叶片出口安放角目2,与第i个工况点的性能参数流量化、扬程Hi满足W下关系式：
[0006]
【权利要求】
1. 一种多相混输轴流泵叶轮的多工况设计方法，其特征在于，设多个工况点的数量为 m个，i为其中任意一个工况，所述叶轮的几何参数：叶轮轮毂直径Dh、叶轮型线高度h2、叶 轮叶片出口安放角β。、，与第i个工况点的性能参数：流暈Q ;、扬程H;满足以下关系式：
Δ H = max ( Δ Η" Δ H2,…，Δ Hi，…，Δ Hm) Δ Hi = H-H/
式中： Qbep--最优效率工况点流量，立方米/秒； Hbep--最优效率工况点扬程，米； nsBEP-比转数； D2bep--按速度系数法设计的最优效率工况点叶轮外径，米； Qi--第i工况点的流量，立方米/秒； H/--传统速度系数设计法的第i工况点的扬程，米； η--叶轮转速，转/分； Λ Hi--各工况点对应的最优工况点的扬程差值； H-扬程； AHi--第i工况点的要求扬程与传统速度系数设计扬程的差值，米； Dh--叶轮轮毂直径，米； h2--叶轮型线高度，米； β 2--叶轮叶片出口安放角，度。
2. 根据权利要求1所述的多相混输轴流泵叶轮的多工况设计方法，其特征在于，所述 叶轮转速η控制在1800r/min?3000r/min范围以内。
3. 根据权利要求1所述的多相混输轴流泵叶轮的多工况设计方法，其特征在于，采用 变频器控制叶轮转速。
4. 根据权利要求1所述的多相混输轴流泵叶轮的多工况设计方法，其特征在于，比转 数ns的取值范围为675?900。
5. 根据权利要求1所述的多相混输轴流泵叶轮的多工况设计方法，其特征在于，所 述叶轮的叶片出口安放角β2的取值范围为24°?35°，进口安放角P 1的取值范围为 15。?25°。
6. 根据权利要求5所述的多相混输轴流泵叶轮的多工况设计方法，其特征在于，当性 能曲线出现陡降时β ^ @2取10°?18°，当性能曲线缓慢变化时^^、^取18°?30°。
7. 根据权利要求1所述的多相混输轴流泵叶轮的多工况设计方法，其特征在于，所述 叶轮的叶片包角Φ的取值范围为55°?85°，叶片数为2?6片。
【文档编号】F04D29/18GK104389810SQ201410481735
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】付强, 王秀礼, 朱荣生 申请人:江苏大学