一种全扬程泵叶轮的水力设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及流体机械，是一种全扬程栗叶轮的水力设计方法。
【背景技术】
[0002] 全扬程栗是指，能在关死扬程到零扬程范围内任何工况点运行，均不发生过载或 因过载而烧坏原动机的栗。目前很多厂家多采用更大功率的配套电动机，来避免电动机过 载，这是一种"大马拉小车"的现象，对电力资源造成了严重浪费。国内外学者主要针对对比 转速离心栗全扬程内进行了大量卓有成效的研究，比如堵塞流道的方法和改变叶轮相结合 的方法等等。由于离心栗的轴功率曲线随流量增加不断上升，而且比转数越低，轴功率曲线 随流量增加上升越快，而高比转速混流栗和轴流栗的轴功率曲线随流量增加不断下降，通 过查阅资料和经验可发现当设计栗的比转速在230~350之间时，栗的功率曲线较为平缓， 其在关死扬程到零扬程范围内任何工况点都有较好的无过载特性，本发明的核心思想是设 计比转速在230~350之间的具有无过载特性的高比转速离心栗，而同时在非最佳效率点 可达到所要求的流量和扬程。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种全扬程栗叶轮的水力设计方法，该设计方法适用于比转 速40~900的栗，保证栗在关死扬程到零扬程范围内任何工况点都有较好的无过载特性。
[0004] 本发明是一种全扬程栗叶轮的水力设计方法，所述的叶轮主要由前盖板（1)、叶片 (2)、后盖板（3)，三部分组成，其主要特征在于：根据所要求的扬程Η和流量Q，，对该比转速 nj的流量和扬程分别乘一个比例系数，得到Η郴Q i，从而在氏和Q J的栗的比转速n sl控制在230-350之间，以氏和Q i为设计点设计一台比转速n sl在230-350有无过载特性的 全扬程栗。
[0005] 本发明全扬程栗的设计点流量仏和扬程Η满计算公式如下：
[0008] 贝丨J
[0009] 可得全扬程栗比转速范围：237 < nsl < 265
[0012] 可得全扬程栗比转速范围：275 < nsl< 310
[0013] 式中：
[0014] ns-所要求栗的比转速；
[0015] nsl一全扬程栗的比转速；
[0016] Q-所要求的设计点的栗流量，m3/h ;
[0017] 全扬程栗设计点的栗流量，m3/h ;
[0018] Η-所要求的设计点的栗扬程，m ;
[0019] 氏一全扬程栗设计点的栗扬程，m ;
[0020] 本发明是一种高比转速离心栗，其叶轮出口直径D2，叶轮进口直径Di，叶轮叶片出 口宽度b2，叶片包角，叶片数z由以下关系式确定：
[0025] z = 3 ~5
[0026] 式中：
[0027] D厂叶轮出口直径，謹；
[0028] nsl一全扬程栗比转速；
[0029] Qj一栗流量，m3/h ;
[0030] η一栗转速，r/min ;
[0031] Di-叶轮进口直径，mm ;
[0032] b2-叶片出口宽度，mm ;
[0033] 浐一叶轮叶片包角，°;
[0034] z-叶轮叶片数；
[0035] 本发明全扬程栗叶轮进出口角的确定：当所要求的栗的比转速ns< 230时，叶轮 叶片进口安放角^取20°~30°，叶轮叶片出口安放角02取12°~20° ;当比转速ns> 350时，叶轮叶片进口安放角^取26°~36°，叶轮叶片出口安放角β 2取24°~30°。
[0036] 本发明的有益效果如下：该全扬程栗叶轮的水力设计方法适用的比转速范围广， 且设计出的成品栗可用于多种不同流量和扬程要求的使用场景，无过载特性较好。
【附图说明】
[0037] 图1是本发明一个实施例的叶轮的轴面投影图
[0038] 图2是本发明一个实施例的叶轮结构简图
[0039] 图中：1.叶轮进口直径0^2.叶轮轮毂直径dh，3.叶片进口安放角1^,4.叶片出 口安放角β2, 5.叶轮出口直径D2,6.叶片出口宽度b2, 7.叶片数z，8.叶片包角#。
【具体实施方式】
[0040] -种全扬程栗叶轮的水力设计方法，该叶轮主要由前盖板（1)、叶片（2)、后盖板 (3)，三部分组成，如图1所示。
[0041] 本发明全扬程栗叶轮的的计算公式如下：
[0052] 本发明全扬程栗叶轮进出口角的确定：当所要求的栗的比转速ns< 230时，叶轮 叶片进口安放角^取20°~30°，叶轮叶片出口安放角02取12°~20° ;当比转速ns> 350时，叶轮叶片进口安放角^取26°~36°，叶轮叶片出口安放角β 2取24°~30°。
【主权项】
1. 一种全扬程栗叶轮的水力设计方法，所述的叶轮主要由前盖板（1)、叶片（2)、后盖 板（3)，三部分组成，其主要特征在于：根据所要求的扬程Η和流量Q，，对该比转速ns下的 流量和扬程分别乘一个比例系数，得到氏和Q i，从而在氏和Q 的栗的比转速n sl控制在 230-350之间，以氏和Q i为设计点设计一台比转速n sl在230-350有无过载特性的全扬程 栗。2. 如权利要求1中所述的一种全扬程栗叶轮的水力设计方法，其特征在于，全扬程栗 的设计点流量仏和扬程H 计算公式如下：式中： 1一所要求栗的比转速； nsl一全扬程栗的比转速； Q-所要求的设计点的栗流量，m3/h ; (^一全扬程栗设计点的栗流量，m3/h ; Η-所要求的设计点的栗扬程，m ; 氏一全扬程栗设计点的栗扬程，m。3. 如权利要求1中所述的一种全扬程栗叶轮的水力设计方法，其特征在于，该全扬程 栗是一种高比转速离心栗，其叶轮出口直径D2，叶轮进口直径Di，叶轮叶片出口宽度b2，叶 片包角，叶片数z由以下关系式确定： z = 3 ~5式中： D2-叶轮出口直径，mm; nsl一全扬程栗比转速； (^一全扬程栗设计点的栗流量，m3/h ; η-栗转速，r/min ; Dj一叶轮进口直径，mm ; b2-叶片出口宽度，mm; 供一叶轮叶片包角，° ; z-叶轮叶片数。4.如权利要求1中所述的一种全扬程栗叶轮的水力设计方法，其特征在于，当所要求 的栗的比转速ns< 230时，叶轮叶片进口安放角β 1取20°~30°，叶轮叶片出口安放角 02取12°~20° ;当比转速n s> 350时，叶轮叶片进口安放角β 1取26°~36°，叶轮叶 片出口安放角02取24°~30°。
【专利摘要】本发明涉及一种全扬程泵叶轮的水力设计方法。根据离心泵的轴功率曲线随流量增加不断上升，高比转速混流泵和轴流泵的轴功率曲线随流量增加不断下降，而泵比转速在230～350之间时，泵的功率曲线较为平缓，其在关死扬程到零扬程范围内任何工况点都有较好的无过载性能这一特性，提出了一种全扬程泵叶轮的水力设计方法：根据所要求的扬程H和流量Q,对该比转速ns下的流量和扬程分别乘一个比例系数，得到H1和Q1，使H1和Q1下的泵的比转速230≤ns1≤350，以H1和Q1为设计点设计比转速230≤ns1≤350有无过载特性的全扬程泵。主要设计参数：叶轮进口直径D1，叶轮轮毂直径dh，叶片进口安放角β1，叶片出口安放角β2，叶轮出口直径D2，叶片出口宽度b2，叶片数Z，叶片包角φ。
【IPC分类】F04D29/22
【公开号】CN105275866
【申请号】CN201510673901
【发明人】朱荣生, 杨爱玲, 刘永刚
【申请人】江苏国泉泵业制造有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月13日