一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法
【专利摘要】本发明提供了一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法，以旋流泵的效率为目标函数，根据旋流泵几个工况点的扬程Hi、流量Qi、转速n，设计旋流泵叶轮的叶轮外径D2、叶轮出口宽度b2、叶轮进口直径D1、叶片数Z、叶片包角φ，以及蜗壳喉部面积。有效的改善旋流泵贯通流，在保证设计工况点的效率最高的前提下，使其他各工况下效率相应提高。同时多工况下目标函数Hi当Qi＜Q时取较大值，能够保证在发生堵塞时，扬程升高较快，使泵内压力变大，从而达到冲刷堵塞物的目的。
【专利说明】一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种旋流泵，特别涉及一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法。
【背景技术】
[0002]旋流泵是离心泵的一种，多用于抽送复杂介质或含杂质流体，如含固体颗粒、短纤维物质的两相流体。由于叶片缩回到泵体的叶腔内旋转，使旋流泵内部流动相当复杂，当叶轮旋转时介质受离心力的作用能量增加，进入叶片间的介质受叶片的推动与叶轮一起运动。在叶轮出口顶部附近的介质因离心力较大形成了贯通流，在叶轮中部的介质形成了循环流，而旋流泵正是因其内部流体存在循环流而得名，但也正是由于循环流的存在，使泵的水力损失较大，泵的效率很低，造成资源的严重浪费。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提供了一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法。通过改善叶轮几个重要设计参数和加大蜗壳喉部面积，来提高旋流泵的水力性能和可靠性。
[0004]实现上述目的所采用的技术方案是:
[0005]一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法，其特征在于，所述旋流泵的叶轮采用半开式叶轮，所述叶轮的结构参数叶轮外径D2、叶轮出口宽度b2、叶轮进口直径D1、叶片数Z、叶片包角Ψ，以及蜗壳喉部面积F由以下公式获得:
【权利要求】
1.一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法，其特征在于，所述旋流泵的叶轮采用半开式叶轮，所述叶轮的结构参数叶轮外径D2、叶轮出口宽度b2、叶轮进口直径D1、叶片数Z、叶片包角φ,以及蜗壳喉部面积F由以下公式获得:
2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，当叶片数Z< 4时，叶片包角供取80°~135°之间值；当叶片数≥4时，叶片包角P取25°~80°之间值。
3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述叶片出口安放角β2的取值根据目标函数确定的各工况点组成的性能曲线形状确定，所述目标函数为: Xi=[Qi,Hi]=1-48.875H 7/8 i / n7/6Qi7/12 → MAX式中: i一下标系数，i=l、2、…、m,其中，m为设计变量数； η一泵的转速，r/min ； Hi—第i个工况点下的扬程，m ； Qi—第i个工况点下的流量，m3/s ； 当目标函数所表示的曲线陡降时02取25°~55°之间值，当曲线平坦时@2取55。~90。之间值。
4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，当ns较大时，所述叶轮进口速度系数Ktl取3.9~4.5之间值；当ns较小时，所述叶轮进口速度系数Ktl取4.5~5.1之间值。
【文档编号】F04D29/42GK103925236SQ201410112746
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】付强, 王秀礼, 朱荣生, 张帆 申请人:江苏大学