[发明专利]一种不等出口环量分布的轴流泵叶轮设计方法

权利要求书

1.一种不等出口环量分布的轴流泵叶轮设计方法，其特征在于：根据叶轮设计工况点的流量Q、设计工况点的扬程H、叶轮旋转角速度ω和翼型所在流面半径r设计计算不同翼型所在流面半径r处的叶轮出口环量Γ和叶轮翼型出口液流角β₂，通过二阶多项式拟合获得各参数的分布函数，并通过翼型出口液流角β₂的数值来控制叶轮出口环量Γ的分布，从而实现叶轮不等出口环量Γ的设计目标；叶轮的几何尺寸参数、设计工况点性能参数及叶轮出口环量之间适合以下关系：

ρωdΓ2πdr+ρv2dv2dr=H2g2r3ω2+vm22r]]>

vu2=ωr-vm2ctg(β2)(1-0.11z∂maxr sin(α))]]>

vm2=4Qπ(D2-Dh2)+Hgkmln(2rDh)]]>

v2=vm22+(krΓ2πr)2]]>

式中：ρ是介质密度，单位是千克/立方米；ω是叶轮旋转角速度，单位是弧度/秒；

Γ是叶轮出口环量，单位是平方米/秒；r是翼型所在流面半径，单位是米；

v₂是叶轮出口绝对速度，单位是米/秒；H是设计工况点的扬程，单位是米；

g是重力加速度，单位是米/平方秒；v_m2是叶轮出口轴向速度，单位是米/秒；

v_u2是叶轮出口圆周分速度，单位是米/秒；β₂是翼型出口液流角，单位是度；

z是叶轮叶片数，片；是翼型最大厚度，单位是米；

α是翼型弦线安放角，单位是度；Q是设计工况点的流量，单位是立方米/秒；

D是叶轮外径，单位是米；D_h是轮毂外径，单位是米；

k_m是修正系数，k_m＝0.42～0.44；k_r是修正系数，k_r＝0.93～0.95。

2.根据权利要求1所述的一种不等出口环量分布的轴流泵叶轮设计方法，其特征是：叶轮的叶轮外径D，轮毂外径D_h，叶轮外缘半径R和轮毂处叶片轴向长度L₁与所述叶轮设计工况点的性能参数之间适合以下关系：

D=kd10.26In(ns)-1.06Qn3]]>

Dh=18.20.2+kh2ns0.46D]]>

R=krD+Dh2]]>

L1=(ns500)1.55D3]]>

式中：D是叶轮外径，单位是米；Q是设计工况点的流量，单位是立方米/秒；

n是叶轮转速，单位是转/分钟；n_s是叶轮比转速；

k_d是修正系数，k_d＝4.5～4.9；k_h是修正系数，k_h＝0.26～0.35；

R是叶轮外缘半径，单位是米；k_r是修正系数，k_r＝0.65～0.74；

D_h是轮毂外径，单位是米；L₁是轮毂处叶片轴向长度，单位是米。