[发明专利]喷涂单流道污水泵叶轮设计方法

说明书

技术领域

本发明属于一种流体机械的设计方法，尤其是涉及一种喷涂单流道污水泵叶轮设计方法。

背景技术

单流道污水泵是一种叶轮结构较为特殊的离心泵，此种泵叶轮的无堵塞性和防缠绕性在旋流式叶轮、双流道式叶轮和螺旋离心式叶轮中最佳，具有无堵塞性好、效率高、高效区宽、扬程曲线较陡、功率曲线平缓和输送物料的无损性好等特点，适用于输送含有颗粒或纤维等杂物的液体，特别是用于输送含长纤维的液体场合。单流道泵已广泛用于输送含泥沙水流、工矿企业排污、城市排污工程、化工厂输送含长纤维的液体等，使用效果良好。

在泵类产品中，叶轮是最重要的过流部件，其作用是将原动机中的机械能以静压能与动能的形式传给液体，达到液体抽送的目的。叶轮的设计合理与否直接关系到喷涂单流道污水泵的各项性能。经过喷涂技术处理后，喷涂单流道污水泵叶轮的设计与普通离心泵的设计有较大差别，而在现有技术下，叶轮的水力设计依然主要依赖于设计者的经验，从而造成设计的不确定性大，设计成本和风险相对较高，较难满足当今市场对产品生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，能够解决上述问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了一种喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，包括对单流道污水泵叶轮内过流流道表面进行喷涂处理，其中，喷涂污水泵叶轮的主要几何参数包括：叶轮轮毂直径d_h、叶轮进口直径D_j、叶轮出口直径D₂、叶轮出口宽度b₂和叶片包角该类几何参数分别由以下关系式确定：

(1)叶轮轮毂直径：

其中，k_d＝0.95～1.12；

优选地，叶轮轮毂修正系数k_d按以下公式确定：

式中：

n_s—比转速；

η—效率；

d_h—叶轮轮毂直径，mm；

ρ—抽送的液体密度，kg/m³；

g—重力加速度，m/s²；

Q—流量，m³/h；

H—扬程，m；

n—转速，r/min；

[τ]—轴材料许用应力，Pa；

k_d—叶轮轮毂修正系数；

(2)叶轮进口直径：

其中，k_D0＝3.55～4.43；

叶轮进口修正系数k_D0按以下公式确定：

式中：

D_j—叶轮进口直径，mm；

D₀—叶轮进口当量直径，mm；

d_h—叶轮轮毂直径，mm；

k_D0—叶轮进口修正系数；

Q—流量，m³/h；

n—转速，r/min；

n_s—比转速；

η—效率；

(3)叶轮出口直径：

其中，k_D2＝1.1～1.8，比转速小者取小值，反之取大值；叶轮外径修正系数k_D2按以下公式确定：

式中：

D₂—叶轮出口直径，mm；

k_D2—叶轮外径修正系数；

Q—流量，m³/h；

n—转速，r/min；

g—重力加速度，m/s²；

H—扬程，m；

n_s—比转速；

(4)叶轮出口宽度：

当叶轮流道出口断面大致为圆形时：

b₂＝0.795Q^0.54n^0.04H^-0.71D_j

当叶轮流道出口断面不为圆形时：

其中，k_b2＝0.17～1.3，比转速小者取小值，反之取大值；叶轮出口宽度修正系数k_b2按以下公式确定：