专利名称：一种高比转数离心泵叶轮设计方法
技术领域：
本发明涉及一种叶片式泵主要零件的设计方法，特别涉及一种比转数大于400小 于600的离心泵叶轮的设计方法。
背景技术：
目前，随着工农业的快速发展，大流量低扬程泵被广泛使用，通常比转数都在400 到600之间，而且根据实际情况经常需要变工况运行。根据现有的泵设计理论，按比转数对 泵叶轮进行设计，比转数小于300时设计成离心式叶轮，比转数大于300小于500时设计成 混流式叶轮，也称斜流式叶轮，比转数大于500时设计成轴流式叶轮，通常将装有离心式叶 轮的泵称为离心泵，装有混流式叶轮的泵称为混流泵，装有轴流式叶轮的泵称为轴流泵。因 此通常将这些大流量低扬程泵设计成混流泵或者轴流泵，但是，公知的混流泵和轴流泵与 离心泵相比，存在以下不足(1)扬程曲线没有离心泵的扬程曲线稳定，存在马鞍区，变工 况运行时系统极不稳定。(2)高效运行范围比离心泵的窄，变工况运行时效率较低。(3)加 工困难。实际上现有的离心泵设计方法，可以将比转数在400以下的泵设计成离心泵，但是 由于其叶轮出口直径、叶轮前、后盖板倾角等几何参数的设计公式存在一定的适用范围，故 无法将比转数在400以上的泵设计成离心泵。因此，若能提出一种设计方法将比转数大于 400小于600的大流量低扬程泵设计成离心泵，可避免将大流量低扬程泵设计成混流泵或 者轴流泵时存在的不足，大大改善泵系统运行的稳定性和提高系统运行效率，并且有利于 生产加工。经检索，至今未见比转数大于400小于600的离心泵叶轮设计方法的文献和申 报专利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，为了避免将比转数大于400小于600的大流量高 扬程泵设计成混流泵或者轴流泵，造成变工况运行时泵系统不稳定、运行效率低，加工困难 的不足，本发明提出的一种高比转数离心泵叶轮设计方法，可将比转数大于400小于600 的大流量低扬程泵设计成性能曲线稳定、高效区宽，易于加工的离心泵，使其在变工况运行 时，系统稳定、效率高。本发明的技术方案是一种比转数大于400小于600的离心泵叶轮设计方法，其中1.叶轮出口直径D2D2 的计算公式为=D2 = 21.2' η；176 · Q1/6 · H1/4 · η"273式中D2-叶轮出口直径，m ;ns-比转数；Q-设计流量，m3/h ；H-设计扬程，m ；η-叶轮 转速，r/min ；2.叶轮前盖板倾角T1的计算公式为=T1 = 0. 0001ns2-0. 048ns+64. 8363.叶轮后盖板倾角T2的计算公式为T2 = -0. 0002ns2+0. 183ns+38. 5724.出口安放角β 2取值范围是20° 25°。
5.叶片数Z的取值范围是4 5片；叶轮其它几何参数的设计与现有离心泵的设计方法相同。本发明的有益效果是可以将比转数在400到600之间的高流量低扬程泵设计成 离心泵，具有运行稳定、高效运行范围宽，易于加工的优点。
图1为本发明实施例叶轮的轴面投影图。图2为本发明实施例叶轮的木模图。图3为本发明实施例叶轮的结构示意图。图中1.叶轮前盖板倾角；2.叶轮后盖板倾角；3.叶轮出口直径；
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。实施例的设计工况为流量Q = 250m3/h,扬程H =鈿，转数η = 1450r/min,比转数
3.65^ ^493 ,结合图丨和图2，应用本发明的设计方法对叶轮前盖板倾角i，叶轮后盖 s Hva
板倾角2叶轮的出口直径3等关键几何参数进行设计。D2 = 21. 2 · ns-"6 · Q1/6 · H1/4 · n2/3T1 = 0. 0001ns2-0. 048ns+64. 836 ；T2 = -0. 0002ns2+0. 183ns+38. 572 ；另夕卜，出口安放角β 2 = 23°，叶片数Z = 5 ；其余几何参数与现有离心泵的设计过程和方法相同，在此不再赘述。图3为本实施例设计的叶轮，与蜗壳配合后试验测得的扬程曲线平稳，高效区宽， 得到良好的运行效果。
权利要求
1. 一种高比转数离心泵叶轮设计方法，其特征在于叶轮几何参数与设计参数满足如 下关系D2 = 21.2· η；176 · Q176 · Η1/4 · η2/3 T1 = 0. OOOlns2-0. 048ns+64. 836 T2 = -0. 0002ns2+0. 183ns+38. 572 β2 = 20° 25° Z = 4 6 式中，D2-叶轮出口直径，m; ns-比转数； Q-设计流量，m3/h ； H-设计扬程，m ； η-叶轮转速，r/min ； T1-叶轮前盖板倾角，° ； T2-叶轮后盖板倾角，° ； β 2-叶片出口安放角，° ； Z-叶片数。
全文摘要
一种高比转数离心泵叶轮设计方法，属于泵技术领域。本发明给出了叶轮出口直径、叶轮前盖板倾角、叶轮后盖板倾角、叶片数及出口安放角等几何参数的设计公式和取值范围，可将比转数在400到600之间的大流量低扬程泵设计成离心泵，与现有设计理论将比转数在400到600之间的泵设计成混流泵或者轴流泵相比，达到变工况运行时性能稳定，高效区宽的优点，同时易于加工，具有一定的推广价值。
文档编号F04D29/22GK102062118SQ20111000201
公开日2011年5月18日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者刘厚林, 王凯, 王勇, 袁寿其, 谈明高 申请人:江苏大学