一種大口徑彎管渣漿循環泵的水力模型設計方法
【專利摘要】本發明提供了一種大口徑彎管渣漿循環泵的水力模型設計方法，將循環泵的實際工況點性能參數、設計工況點性能參數、渣漿介質特性參數和其水力模型幾何尺寸參數之間用新的關系式聯系起來，通過循環泵在輸送渣漿介質條件下的實際工況點性能參數確定其設計工況點的性能參數值，并給出循環泵的主要幾何尺寸參數葉輪外徑D，葉輪輪轂直徑Dh，循環泵直管段內徑Do，循環泵直管段長度L0，后置導葉進口邊傾斜角α，后置導葉軸向長度L1和彎管段轉彎半徑R2的設計公式。用本發明設計的循環泵可實現渣漿介質的大流量高效輸送，還可提高循環泵的運行穩定性和汽蝕性能，適用于鹽化工、煤炭等領域。
【專利說明】一種大口徑彎管渣漿循環泵的水力模型設計方法
【技術領域】
[0001] 本發明專利涉及一種大口徑彎管渣漿循環泵的水力模型設計方法，具體的說，涉 及一種適用于渣漿介質大流量、高效、穩定輸送要求的循環泵水力模型設計方法。
【背景技術】
[0002] 在鹽化工、煤炭等領域的生產流程中，常采用大口徑彎管渣漿循環泵機組來輸送 含有大量固體顆粒的渣漿介質。目前的大口徑彎管渣漿循環泵水力模型均采用傳統的模型 換算法進行設計，該方法是在清水軸流泵水力模型設計方法基礎上，通過模型換算和葉片 的適當加厚設計完成，其設計過程未考慮到渣漿介質特性參數對循環泵實際工況點性能參 數的影響。因此，使得渣漿循環泵機組在輸送渣漿介質條件下的實際工況點往往偏離其水 力模型的設計工況點，形成工況偏離的現象，導致循環泵的效率較低，振動水平較高，葉輪 進口汽蝕現象嚴重，轉子部件的穩定性也較差，并使得循環泵的軸封系統容易損壞，上述問 題嚴重降低了循環泵機組的可靠性和運行壽命。由于現有的大口徑彎管渣漿循環泵機組結 構尺寸和配套電機功率都非常大，工況偏離的影響更為明顯，由此所帶來的頻繁檢修費用 和部件損失也非常大。
[0003] 為了使渣漿循環泵在輸送渣漿介質條件下的實際工況點與其設計工況點重合，避 免工況偏離的出現，提高泵機組的可靠性和穩定性，本發明提出一種基于循環泵輸送渣漿 介質條件下的實際工況點性能參數進行水力模型設計的方法。本發明方法通過將循環泵的 實際工況點性能參數、設計工況點性能參數、渣漿介質特性參數和其水力模型幾何尺寸參 數之間用新的關系式聯系起來，實現循環泵的實際工況點與設計工況點重合的設計目標， 該設計方法考慮到了渣漿介質特性參數對循環泵汽蝕余量和葉輪幾何尺寸參數的影響，改 善了葉輪進口及內部的流場分布，提高了葉輪的水力性能和抗汽蝕的能力，循環泵的穩定 性也得到改善。本發明采用后置導葉結構對葉輪出口流場進行導流，進一步降低了循環泵 彎管段的水力損失，提高了循環泵的效率和輸送能力。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種新的大口徑彎管渣漿循環泵水力模型設計方法，以使 得循環泵在輸送渣漿介質條件下的實際工況點與其設計工況點重合，提高了葉輪的水力性 能、抗汽蝕特性和運行穩定性，從而提高整個循環泵的可靠性和高效輸送能力。
[0005] 為了解決以上技術問題，本發明采用的具體技術方案如下：
[0006] -種大口徑彎管渣漿循環泵的水力模型設計方法，其特征在于：根據循環泵在輸 送渣漿介質條件下的實際工況點性能參數確定所述循環泵設計工況點的性能參數，達到循 環泵的實際工況點與所述循環泵設計工況點重合的設計目標；
[0007] 所述循環泵的實際工況點性能參數、設計工況點性能參數、渣漿介質特性參數和 其水力模型幾何尺寸參數之間適合以下關系：
【權利要求】
1. 一種大口徑彎管渣漿循環粟的水力模型設計方法，其特征在于：根據循環粟在輸送 渣漿介質條件下的實際工況點性能參數確定所述循環粟設計工況點的性能參數，達到循環 粟的實際工況點與所述循環粟設計工況點重合的設計目標； 所述循環粟的實際工況點性能參數、設計工況點性能參數、渣漿介質特性參數和其水 力模巧幾何尺寸參數之間適合W下關系：
式中：H。是循環粟的設計工況點揚程，單位是米； Hg是循環粟在輸送渣漿介質條件下的實際工況點揚程，單位是米； C是渣漿中固體顆粒的體積濃度；單位是％ ; P S是固體顆粒密度，單位是千克/立方 米； P。 是渣漿中液體的密度，單位是千克/立方米；P，是渣漿密度，單位是千克/立方米； d。是固體顆粒的當量直徑，單位是米；5 m。,是葉片翼型的最大厚度，單位是米； Z是葉輪葉片數，單位是個；n是葉輪轉速，單位是轉/分鐘； Q。 是循環粟的設計工況點流量，單位是立方米/砂；目。是翼型弦線安放角，單位是度； 目1是翼型進口液流角，單位是度；目2是翼型出口液流角，單位是度； D是葉輪外徑，單位是米；Dh是葉輪輪毅直徑，單位是米； NPSH。是循環粟的設計工況點的汽蝕余量，單位是米； NPSHg是循環粟在輸送渣漿介質條件下的實際工況點汽蝕余量，單位是米； V,是渣漿中固體顆粒的臨界沉降速度，單位是米/砂； Pg是循環粟在輸送渣漿介質條件下的實際功率，單位是千瓦； g是重力加速度，單位是米/平方砂；n。是循環粟的設計工況點效率，單位是％。
2. 根據權利要求1所述的一種大口徑彎管渣漿循環粟的水力模型設計方法，其特征在 于：循環粟的主要幾何尺寸參數葉輪外徑D，葉輪輪毅直徑Dh,循環粟直管段內徑D。，循環粟 直管段長度L。，后置導葉進口邊傾斜角a，后置導葉軸向長度Ll和彎管段轉彎半徑R,的設 計公式如下：
Db = kdD Do = k"D L。= 0. 8D。 a = 22。?30。 Li = 0. 3D。 民2 二 I. 2D。 式中；D是葉輪外徑，單位是米；n是葉輪轉速，單位是轉/分鐘； n,是葉輪比轉速；H。是循環粟的設計工況點揚程，單位是米； P，是渣漿密度，單位是千克/立方米；Dh是葉輪輪毅直徑，單位是米； kd是修正系數，kd = 0. 45?0. 55 ;D。是循環粟直管段內徑，單位是米； k。是修正系數，k。= 1. 02?1. 08 ;L。是循環粟直管段長度，單位是米； a是后置導葉進口邊傾斜角，單位是度； Li是后置導葉軸向長度，單位是米；Rs是彎管段轉彎半徑，單位是米。
【文檔編號】F04D29/18GK104235055SQ201410349756
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】嚴建華, 歐鳴雄, 盛絳, 滕國榮, 朱連幫 申請人:江蘇雙達泵閥集團有限公司