[发明专利]一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法

说明书

本发明提供了一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，在叶轮平面投影图上，采用进出口偏置方法在相邻长叶片间流道中的圆弧上得到分流叶片进出口端点；根据叶轮中心与分流叶片进出口端点确定圆心，并作圆弧连接分流叶片进出口端点得到分流叶片压力面型线；通过打点法加厚压力面型线得到分流叶片吸力面型线，闭合两型线得到分流叶片初步造型；对分流叶片进出口压力面进行修缘；本发明可有效提高叶轮内部流动稳定性，并显著改善非设计工况下的叶轮出口流场分布，降低叶轮内部的流动损失，同时减小叶轮与蜗壳间动静干涉引起的压力脉动，在不提高成本的情况下，提高了低比速离心泵的工作性能。

技术领域

本发明涉及离心泵叶轮设计领域，尤其涉及一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法。

背景技术

随着我国经济转型升级，节能研究日益受到重视。泵属于“电机系统节能工程”中关键设备之一，是除电机外应用最为广泛的通用机械。据统计，世界电能消耗近20％与泵有关，因此对泵产品节能的研究非常有必要。

叶片式离心泵是泵类型中应用最为广泛的一种，其中低比速离心泵被广泛应用于农业排灌、城市供水、消防、石油、化工等诸多领域。低比速离心泵叶轮的叶片由长短叶片组成，短叶片即分流叶片布置在相邻两个长叶片之间。分流叶片可以改善叶轮内的流场分布和叶轮出口处的射流—尾流结构，减小流动损失，从而提高泵的运行性能。

目前，主要采用CFD方法获得离心泵内部流动参数，在进出口偏置和改变进口直径等方面对分流叶片进行优化改进。现有技术中能量梯度函数K可用来确定合理的分流叶片进口偏置角度，但这种方法所考虑的因素单一，只适合初步优化。现有技术中还通过流速分布确定各截面流量等分点，以方便构造扭曲叶片型线，但扭曲叶片成本较高，且等流量原则没有充分考虑分流叶片对内部流场变化的影响。

因此，须从进出口偏置、进口直径、叶片厚度变化规律和进出口边缘形状多个因素，对常规圆柱型分流叶片进行合理设计，以较低成本显著改善离心泵内的流场分布，最终达到节能目的。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，通过考虑分流叶片各结构参数对泵内流场的影响，发挥分流叶片改善内部流场的作用，以提高低比速离心泵的运行性能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种低比速离心泵叶轮分流叶片的设计方法，包括：

A、采用进出口偏置方法在相邻长叶片间流道中的圆弧上得到分流叶片进出口端点，根据叶轮中心与分流叶片进出口端点确定圆心，并作圆弧连接分流叶片进出口端点，得到分流叶片压力面型线；

B、通过打点法加厚压力面型线得到分流叶片吸力面型线，闭合分流叶片压力面型线和分流叶片吸力面型线得到分流叶片初步造型；

C、对分流叶片进出口压力面进行修缘。

优选地，所述步骤A具体为：