[发明专利]高效耐磨挖泥泵三叶片叶轮设计方法及叶轮

权利要求书

1.一种高效耐磨挖泥泵三叶片叶轮设计方法，其特征在于以下步骤：

步骤1：根据设计流量Q、设计扬程H、设计转速n、泥浆泵经验系数这些参数初定泥泵叶轮的主要参数；其利用的关系式为：

或

式中D_j为进口直径；D₂为出口直径；b₂为叶片出口厚度；β₁为叶片进口安装角；β₂为出口安装角；Q为流量，单位为m³/h；n为转速，单位为rpm；K为经验系数，η为参考效率，下标v表示容积；ψ为排挤系数，下标为1表示进口边位置，2表示出口边位置；n_s为比转速；H为设计杨程，单位为m；r为当地半径高度，单位为m；F为过水断面面积，单位为m²；

步骤2：按势流理论、网格插值迭代法确定沿叶高方向的中间流面，其利用的公式为：

式中s为流线方向长度；σ为相邻轴面流线间等势线长度，单位为m；

步骤3：校核并修正叶轮主要参数，其利用的关系式为：

或式中V为流道内泥浆的参考速度，速度为m/s，下标为u表示周向，m表示法向；y为修正系数；

步骤4：根据修正后的参数在各流面上绘制叶片单调骨线，其利用公式为：

式中θ为极角，单位为度；为包角，单位为度；k为随包角变化的参数；

步骤5：根据二次流动最小理论，延叶高方向生成三维扭曲叶片；

其利用公式为：

式中G_E为能量梯度；P为当地静压力，压力为pa；N为流线法向方向长度，单位为m，可近似为叶高方向；V为当前速度标量大小，单位为m/s。

2.一种由权利要求1方法设计获得的叶轮，包括前盖、后盖和叶片，其特征在于：叶片数为三个，每个叶片呈三维扭曲，叶片间呈周向均匀分布，叶片与叶片之间夹角为120度，叶片进口边在同一个半径线上，叶片厚度从进口到出口均匀加厚，叶片厚度取值为50～120mm，叶片包角取值100°～170°。