[发明专利]一种三流道无堵塞离心泵叶轮设计方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种三流道无堵塞离心泵叶轮设计方法，具体的说，涉及一种适用于多相流介质的三流道无堵塞离心泵开式叶轮设计方法。

背景技术

无堵塞离心泵作为一种具有广泛用途的离心泵型式，被用于输送含有各种不同形状固体颗粒和纤维介质的液体，例如城市污水、泥沙、纸浆、尾砂和鱼虾贝壳等。常规的离心泵叶轮在输送上述介质时，很容易产生堵塞和缠绕，从而导致叶轮水力性能下降和卡死等现象，容易导致泵机组频繁的失效和故障。因此，为了实现无堵塞泵高效可靠的输送功能，其应具有无堵塞、耐磨损和水力高效等性能，其中叶轮的结构型式和尺寸几何参数是实现良好性能特征的关键。

为了提高无堵塞泵叶轮的水力性能和可靠性，需要对其结构型式和尺寸参数进行优化设计，改善其内部流场的流动情况。本发明采用开式结构的三流道无堵塞离心泵叶轮结构型式，增大了无堵塞泵叶轮的过流面积和叶轮的过流能力，通过有效的设计，使得无堵塞泵叶轮叶片间的流道变化均匀，提高了叶轮的输送能力和水力性能，增强了叶轮部件的耐磨损性能，并最终获得具有良好无堵塞、耐磨损和高效的无堵塞离心泵叶轮。

发明内容

为提高无堵塞离心泵叶轮的性能，本发明提供一种三流道无堵塞离心泵叶轮设计方法。利用以下几个关系式来确定叶轮的主要几何参数,主要包括：叶轮进口直径D_j，叶轮轮毂直径D_h，叶轮进口边倾斜角α₁，叶轮叶顶边倾斜角β，叶轮出口宽度b，叶轮外径D和叶片包角φ。通过本发明提供的叶轮几何尺寸参数设计方法，可提高无堵塞离心泵在输送含砂浆、纤维等介质时的水力性能和输送能力，改善叶轮的水力效率和运行可靠性。实现上述目的所采用的技术方案：1、叶轮进口直径

其计算公式：Dj=(1+1In(ns))Hn2+Dh2]]>

式中：D_j——叶轮进口直径，米；

H——叶轮设计工况点扬程，米；

n——叶轮转速，转/分钟；

D_h——叶轮轮毂直径，米；

n_s——叶轮比转速。

2、叶轮轮毂直径

其计算公式：D_h=7.7n_s^0.4

式中：D_h——叶轮轮毂直径，米；

n_s——叶轮比转速。

3、叶轮进口边倾斜角

叶轮进口边倾斜角α₁=70°～82°。

4、叶轮叶顶边倾斜角

叶轮叶顶边倾斜角β=20°～28°。

5、叶轮出口宽度

其计算公式：b=10.37ns0.44QD2gH]]>

式中：b——叶轮出口宽度，米；

n_s——叶轮比转速；

g——重力加速度，米/平方秒；

H——叶轮设计工况点扬程，米。

6、叶轮外径