一種雙吸泵葉輪出口端折邊葉片v型切割結構設計方法
【專利摘要】本發明提供了一種雙吸泵葉輪出口端折邊葉片V型切割結構設計方法。由于出口處切割葉片，導致雙吸泵水力損失變大和葉輪和蝸殼的動靜干涉程度增強，因此可以通過合理的控制切割形狀及程度，采用折邊出口邊葉片使葉片在葉輪出口處錯開，出口處葉片切割為V型結構，設計錯開的葉片有不同的進口安放角和包角且在葉輪進口處有不同的葉片寬度，根據折邊葉片的實際要求合理設計出葉輪的進口當量直徑、葉輪進口直徑、葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉片出口安放角、葉片包角、切割后的實際外徑、葉輪出口處葉片厚度，使雙吸泵在運行過程中葉輪內部靠近前蓋板的地方幾乎不出現漩渦，葉輪出口和蝸殼內部的壓力梯度相較于切割前壓力分布變得均勻。
【專利說明】
一種雙吸泵葉輪出口端折邊葉片V型切割結構設計方法
技術領域
[0001] 本發明涉及到一種雙吸栗葉輪葉片結構設計方法，特別涉及一種雙吸栗葉輪出口 端折邊葉片V型切割結構設計方法。
【背景技術】
[0002] 栗是一種應用極其廣泛的通用機械，種類繁多，與人類的生活有著密不可分的關 系，凡是有液體流動的地方，幾乎都有栗的運行工作。隨著科學技術水平不斷的提高，栗運 用的領域正在不斷擴大。雙吸栗是一種很常見的栗，由于它具有流量大、揚程高、結構簡單、 檢修方便等特點，被廣泛應用在各種水利工程領域，是各種栗中應用最為廣泛的一種，廣泛 應用于城市給水、石油化工、船舶工業農業灌溉等社會生活和國民經濟的各個部門中。因此 對雙吸栗的性能提出了越來越高的要求，如偏工況穩定運行的要求、低噪音振動的要求和 高可靠性等。但在工程實際中經常存在水栗揚程遠高于輸出系統所需揚程的情況。這常常 通過切割葉輪的方式來滿足不同用戶的要求，使其能在特定的揚程和流量點下工作，同時 達到栗站節能的目的。但是，雙吸栗的傳統水力設計方法只能滿足一個或幾個設計工況要 求，而現實應用中雙吸栗很多時候都需要偏工況下運行，傳統的葉輪結構很難滿足雙吸栗 在偏工況下運行。雙吸栗在偏工況下運行可導致雙吸栗不能正常的運行會產生噪音和振 動，惡化工作環境，不利于生產效率。
【發明內容】
[0003] 針對雙吸栗運行過程中所產生的問題，本發明提供了一種雙吸栗葉輪出口端折邊 葉片V型切割結構設計方法。出口處葉片切割為V型結構，可滿足最大程度滿足用戶對不同 的揚程的需求;采用折邊出口邊葉片使葉片在葉輪出口處錯開，設計錯開的葉片有不同的 進出口安放角和包角且在葉輪進出口處有不同的葉片寬度，根據折邊葉片的實際要求合理 設計出葉輪的進口當量直徑、葉輪進口直徑、葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉片出口安放 角、葉片包角、切割后的實際外徑、葉輪出口處葉片厚度，使雙吸栗在偏工況下運行時，原本 的一個流道變為兩個，使不同流動狀態的流體分別在不同的流道中流動。可有效減輕葉片 負荷，使雙吸栗在運行過程中葉輪內部靠近前蓋板的地方幾乎不出現漩渦，葉輪出口和蝸 殼內部的壓力梯度相較于切割前壓力分布變得均勻，動靜干涉程度低；
[0004] 1、葉輪進口當量直徑Do由下式確定： (4.5/7 !，+〇.14(￡,r//)'，5/7 1 <100)
[0005] ￡>〇 = ] 03ii C133 (5.1/; ' +0.14(^//)""；7 ')<// >l〇〇)
[0006] 式中：
[0007] Do-葉輪進口當量直徑，m;
[0008] Q-流量，m3/s;
[0009] H-揚程，m;
[0010] n一轉速，rev/min;
[0011] 2、葉輪出口直徑D2由下式確定： 丨48,9"_/嚴_5 +0.28，？ 廣（// S100) r 〇〇121 i 2 [47.9// t>><x'-Q (M1,,'7/!I+0.13/7 >100)
[0013] 式中：
[0014] D2-葉輪出口直徑，m;
[0015] n一轉速，rev/min;
[0016] q-流量，m3/s;
[0017] H-揚程，m;
[0018] g-重力加速度，m2/s;
[0019] 3、葉片出口安放角大小由下式確定：
[0020] (a)葉輪折邊上葉片出口安放角021由以下公式確定：
[0022] (b)葉輪折邊下葉片出口安放角由以下公式確定：
[0024]式中：
[0025] ftn-上葉片出口安放角，％
[0026] -下葉片出口安放角，％
[0027] D2-葉輪出口直徑，m;
[0028] b21-上葉輪出口寬度，m;
[0029] b22-下葉輪出口寬度，m;
[0030] Q-流量，m3/s;
[0031] Z-葉片數，枚；
[0032] 4、葉片出口寬度匕大小由下式確定：
[0033] (a)葉輪折邊上葉片出口寬度b21由以下公式確定：
[0034] b2i = 0 ? 056D〇+0 ? 058n-0.333Q0.333
[0035] (b)葉輪折邊下葉片出口寬度b22由以下公式確定：
[0036] b22 = 0 ? 044D〇+0 ? 042n-0.333Q0.333
[0037] 式中：
[0038] b21-上葉片出口寬度，m;
[0039] b22-下葉片出口寬度，m;
[0040] Do-葉輪進口當量直徑，m;
[0041] n一轉速，rev/min;
[0042] Q-流量，m3/s;
[0043] 5、葉片包角P大小由下式確定：
[0044] (a)葉輪折邊上葉片包角牝由以下公式確定：
[0046] (b)葉輪折邊下葉片包角牝由以下公式確定：
[0048] 式中：
[0049] 奶一上葉片包角，％
[0050] f2-下葉片包角，％
[0051 ] Do-葉輪進口當量直徑，m;
[0052] D2-葉輪出口直徑，m;
[0053] 6、葉輪葉片的出口處厚度S2*以下公式確定
[0054] (a)葉輪折邊上葉片出口處厚度S21由以下公式確定：
[0055] S21 = 0 ? 7 (1+Z-〇.02) (b21+b22)
[0056] (b)葉輪折邊下葉片出口處厚度S22由以下公式確定：
[0057] S22 = 0 ? 25 (1+Z-〇.07) (b21+b22)
[0058] 式中：
[0059] S21-葉輪折邊上葉片出口處厚度，m;
[0060] S22一葉輪折邊下葉片出口處厚度，m;
[0061] Z-葉片數，枚；
[0062] b21-上葉輪出口寬度，m;
[0063] b22-下葉輪出口寬度，m;
[0064] 7、葉輪葉片出口處切割后的實際外徑D ' 2由以下公式確定：
[0065] D，2 = D2-b22tan9
[0066] 式中：
[0067] D ' 2-葉輪葉片出口處切割后的實際外徑，m;
[0068] D2-葉輪出口直徑，m;
[0069] b22-下葉輪出口寬度，m;
[0070] 0-葉輪葉片出口處切割角度，0°~15° ;
[0071] 本發明的有益效果是：
[0072]通過折邊葉輪出口處的葉片合理設計雙吸栗的最佳結構參數，提高了雙吸栗的性 能及運行過程中的穩定性。
【附圖說明】
[0073]圖1是本發明實施例的平面投影圖。
[0074]圖2是本發明實施例的軸面圖。
[0075]圖3是本發明實施葉輪葉片示意圖。
[0076] 附圖標記說明：
[0077] 圖1:021-上葉片出口安裝角，022-下葉片出口安裝角，的一上葉片包角肩一下葉 片包角。
[0078] 圖2 : Do-葉輪進口當量直徑，D2-葉輪出口直徑，D' 2-葉輪葉片出口處切割后的 實際外徑，b21-上葉片出口寬度，b22-下葉片出口寬度，0-葉輪葉片出口處切割角度， S21-葉輪折邊上葉片出口處厚度，S22-葉輪折邊下葉片出口處厚度。
[0079] 圖3:1-葉輪上葉片，2-葉輪下葉片。
【具體實施方式】
[0080] 設計要求：設計工況流量為0.09676位方米/秒，設計工況揚程為60米，轉速為 2900轉/秒，g取10米/平方米，葉片數取4枚。
[0081 ] 根據以上數據可求出葉輪結構參數的數值:D〇= 16Omm;D2 = 38Omm;02i = 21° ;022 = 23° ；^i=l〇〇°：f/?2=l〇5〇;b2i = 11mm;b22 = 8mm;S21 = 7mm;S22 = 6mm〇
[0082] 在設計過程中，其它系數的選擇需要根據具體實際情況進行系數選取，如葉輪的 蝸殼參數需要根據栗的實際運行來選擇等。
[0083] 以上，為本發明參照實施例所做出的具體說明，但是本發明并不限于上述實施例， 也包含本發明構思范圍內的其它實施例或變形例。
【主權項】
1. 一種雙吸栗葉輪出口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在于:在設計雙吸栗 葉輪葉片時，葉輪葉片出口端采用分層折邊結構;其中葉輪進口當量直徑Do由下式確定：式中： Do-葉輪進口當量直徑，m; Q一流量，m3/s; Η-揚程，m; η-車專速，rev/min; g-重力加速度，m2/s。2. 如權利要求1所述一種雙吸栗葉輪出口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪出口 口直徑D2由下式公式確定：D2-葉輪出口直徑，m; η-車專速，rev/min; Q一流量，m3/s; Η-揚程，m〇3. 如權利要求1所述一種雙吸栗葉輪出口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪葉片出口安放角β2由以下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片出口安放角β2?由以下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片出口安放角β22由以下公式確定： 式中：^21一上葉片出口安放角，° ; S>22一下葉片出口安放角，° ; D2-葉輪出口直徑，m; b21-上葉片出口寬度，m; b22-下葉片出口寬度，m; Q一流量，m3/s; Z-葉片數，枚。4. 如權利要求1所述一種雙吸栗葉輪出口端折邊葉片V型切割方法結構設計方法，其特 征在于:葉輪葉片出口寬度匕由以下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片出口寬度b2i由以下公式確定： b2i = 0.056D〇+0.058n_0-333Q°·333 (b) 葉輪折邊下葉片出口寬度b22由以下公式確定： b2i = 0.044D〇+0.042n_0-333Q°·333 式中： b21-上葉片出口寬度，m; b22-下葉片出口寬度，m; Do-葉輪進口當量直徑，m; η-車專速，rev/min; Q一流量，m3/s。5. 如權利要求1所述一種雙吸栗葉輪出口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪葉片包角φ由以下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片包角:Φι由以下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片包角Ψ2由以下公式確定： 式中：灼一上葉片包角，° ; 轉一下葉片包角，°; Do-葉輪進口當量直徑，m; D2-葉輪出口直徑，m。6. 如權利要求1所述一種雙吸栗葉輪出口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪葉片的出口處真實厚度S2由以下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片出口處真實厚度S21由以下公式確定： 521 = 0.7(l+Z-Q'Q2)(b21+b22) (b) 葉輪折邊下葉片出口處真實厚度S22由以下公式確定： 522 = 0.25(l+Z-0'07)(b2i+b22) 式中： 521- 葉輪折邊上葉片出口處厚度，m; 522- 葉輪折邊下葉片出口處厚度，m; z一葉片數，枚； b21-上葉輪出口寬度，m; b22一下葉輪出口寬度，m。7.如權利要求1所述一種雙吸栗葉輪出口端折邊葉片V型切割結構設計方法，其特征在 于:葉輪葉片出口處切割后的實際外徑D'2由以下公式確定： D'2 = D2-b22tan0 式中： D ' 2-葉輪葉片出口處切割后的實際外徑，m; D2-葉輪出口直徑，m; b22一下葉輪出口寬度，m; Θ-葉輪葉片出口處切割角度，范圍〇°~15°。
【文檔編號】F04D29/24GK105930610SQ201610300966
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】王秀禮, 鐘華舟, 朱榮生, 付強, 蔡崢, 王學吉, 鐘偉源
【申請人】江蘇大學