[发明专利]一种轴流转轮的设计方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种轴流转轮的设计方法，特别适用于抽送水的轴流泵的轴流转轮设计方法。

背景技术

目前，轴流泵转轮均采用等轴面速度、等环量流型和非均匀轴流速度、变环量流型方法进行轴流泵的水力设计，但是前者水利损失大，难以研制出具有高效率、高气蚀性能的轴流泵。农业机械学报，第44卷，第Ⅰ期，名称为“轴流泵叶轮非线性环量数学模型建立与试验”的论文以一个特定的轴流转轮为基础提出了一种以二次曲线为非线性环量的数学模型进行计算的方法，该方法确定转轮主要几何参数公式如下：

Γ(R)=5×10^-6R₂+0.1635R-3.2516，其中R∈[60,150]；

式中：

Γ(R)——环量分布,米²/秒；

R——叶轮出口半径，米；

采用这种方法虽然具体并且可以弥补传统等轴面速度、等环量流型效率低，气蚀性能差的缺陷，但仍存在局限性，无法广泛用于各类轴流转轮设计。

发明内容

为了克服现有轴流泵转轮设计方法的局限性，本发明提供了一种新的轴流转轮的设计方法。采用本发明设计的轴流转轮可以根据速度环量对转轮的几何参数进行调节，达到根据不同工况需要，设计性能优良的转轮的目的。

在设计轴流转轮时，它根据轴流转轮的设计工况点流量Q，设计工况点扬程H，转速n以及速度环量Γ来设计轴流转轮的几何参数。

其方法是：将轴流转轮的主要几何参数与性能参数和速度环量建立起以下的几个等式关系：

（一）、确定几何参数，

D=10.5QK]]>

其中K∈[90,600]；

比转速：n_s=3.65nQ^1-2/H^3/4；

比转速大的取小值，比转速小的取大值；

叶片数不少于二片，即z≥2。将分布在d_h～D之间的叶片，分成半径不同的截面，截面数不少于三个；对于每一个截面按以下关系确定其参数：

t=Dπz;]]>

l=s×t；

其中系数s∈[0.65,1);

（二）、确定各截面速度环量

速度环量在叶片区间对于转轮半径的分布关系为两段线分布，其中在R_h处为转轮出口速度环量与转轮半径函数图中两段曲线交点处，其中R_h=kR_D,k∈[0.65,0.95]，并且R_h∈(R_d,R_D)；

各速度环量符合以下关系式：

Γd=a×588Hnz(1-0.42/(logD-0.172)2]]>

其中a∈[0.5,1.5]；