一種雙向軸流泵葉輪優(yōu)化設計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種雙向軸流泵葉輪優(yōu)化設計方法，在傳統(tǒng)流線法設計軸流泵葉輪的基礎上，通過對翼型和葉輪平面圖的優(yōu)化來改進雙向軸流泵葉輪性能，達到同時提高雙向軸流泵葉輪效率和抗汽蝕性能的目的。本發(fā)明可以保證雙向軸流泵具有較高的效率和較寬的高效范圍，以及較好的抗汽蝕性能，適用于比轉(zhuǎn)速為600~2000的雙向軸流泵。其特征在于：葉輪平面水力圖采用中心對稱方式進行水力設計；葉輪翼型工作面完全變成直線，背面進出口圓弧過渡，中間適當加厚，并改成對稱結(jié)構(gòu)；根據(jù)以下幾個主要參數(shù)來設計葉輪，包括葉片包角φ，輪轂直徑dh，葉輪直徑D，型線安放角βL，弦長l，型線半徑Rl.。
【專利說明】一種雙向軸流泵葉輪優(yōu)化設計方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軸流泵葉輪優(yōu)化設計方法，尤其適用于泵站雙向抽水用的雙向軸流泵葉輪的優(yōu)化設計。
【背景技術】
[0002]雙向軸流泵是一種通過正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)雙向抽送介質(zhì)的特殊的軸流泵形式，其大多用于雙向泵站及火車輪渡等環(huán)境比較特殊的場合。然而就目前所研究的雙向軸流泵而言，都是基于一般的軸流泵進行改造設計的，很多還是采用普通軸流泵的單向翼型。這樣在反轉(zhuǎn)時，葉輪的效率和汽蝕性能會大大下降，嚴重時葉片脫流引起劇烈的振動和噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有雙向軸流泵葉輪設計方法的不足，本發(fā)明在傳統(tǒng)流線法設計軸流泵葉輪的基礎上，通過對翼型和葉輪平面圖的優(yōu)化來改進雙向軸流泵葉輪性能，達到同時提高雙向軸流泵葉輪效率和抗汽蝕性能的目的。本發(fā)明專利可以保證雙向軸流泵具有較高的效率和較寬的高效范圍，以及較好的抗汽蝕性能，適用于比轉(zhuǎn)速為600-2000的雙向軸流泵。其特征在于:葉輪平面水力圖采用中心對稱方式進行水力設計；葉輪翼型工作面完全變成直線，背面進出口圓弧過渡，中間適當加厚，并改成對稱結(jié)構(gòu)；根據(jù)以下幾個主要參數(shù)來設計葉輪，包括葉片包角Φ,輪轂直徑式，葉輪直徑久型線安放角弦長7，型線半徑R10
[0004]實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是:
葉輪平面水力圖采用中心對稱方式進行水力設計，工作面各水平截線沿旋轉(zhuǎn)中心完全對稱，從輪轂到輪緣側(cè)均勻分成五個流面，這樣雙向軸流式葉輪平面水力圖的繪制過程將大大簡化。對葉輪翼型圖進行改進，翼型工作面完全變成直線，背面進出口圓弧過渡，中間適當加厚，并沿著與工作面直線中點垂`直的中心線完全對稱，這樣簡化了翼型圖繪制過程，加厚的同時降低了鑄造難度，提高了葉片強度，并且由于翼型結(jié)構(gòu)對稱，使得雙向軸流泵在反轉(zhuǎn)時更加穩(wěn)定，降低了振動和噪聲，提高了效率。
[0005]實現(xiàn)上述目的所采用的設計公式是: φ=6>Χ -120' (I)
= k^￡) (2)
D = Jt2ZJ- (3)
\ η
βι = arctan(0.1Sn0sQ03lH4i39') (4).,Dn ,、
I ^ —- (5 )
Z
【權(quán)利要求】
1.一種雙向軸流泵葉輪優(yōu)化設計方法，其特征在于，葉輪平面水力圖采用中心對稱方式進行水力設計；葉輪翼型工作面完全變成直線，背面進出口圓弧過渡，中間適當加厚，并改成對稱結(jié)構(gòu)；根據(jù)以下參數(shù)來設計葉輪，包括葉片包角Φ (I),輪轂直徑(2)，葉輪直徑D (3)，型線安放角Az (4)，弦長7 (5)，型線半徑7? (6):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向軸流泵葉輪優(yōu)化設計方法，其特征在于，葉片數(shù)Z根據(jù)比轉(zhuǎn)速確定取值，通過實際測繪當比轉(zhuǎn)速為600-900時，Ζ=5 ;通過實際測繪當比轉(zhuǎn)速為900^1200時，Ζ=4 ;通過實際測繪當比轉(zhuǎn)速為1200~2000時，Ζ=3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向軸流泵葉輪優(yōu)化設計方法，其特征在于，葉片包角Φ (I)沿中心線均分，工作面各水平截線沿旋轉(zhuǎn)中心完全對稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向軸流泵葉輪優(yōu)化設計方法，其特征在于，葉輪翼型工作面弧線長度等于弦長7 (6)，背面型線半徑7? (5)確定后，將進出口端尖銳部分改為圓弧過渡，型線形狀沿著與工作面直線中點垂直的中心線完全對稱，翼型直接依據(jù)型線安放角(4)計算和確定安放角度。
【文檔編號】F04D29/18GK103696983SQ201310744652
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】付強, 王秀禮, 朱榮生 申請人:江蘇大學