[发明专利]斜式轴流泵出水流道流动偏转参数确定方法

说明书

本发明涉及流动计算领域，提供了一种斜式轴流泵出水流道流动偏转参数确定方法，包括，确定斜式轴流泵的泵段及出水流道的参数，得出叶轮出口等效环量密度Γ_d、出水流道流动偏转强度D_s，根据叶轮出口等效环量密度Γ_d、出水流道流动偏转强度D_s，获得斜式轴流泵的出水流道进口环量、泵段和出水流道指定断面通道的平均过流速度、以及出水流道中隔墩左右两侧的偏流比和流量中的一种或多种。本发明提供的斜式轴流泵出水流道流动偏转参数确定方法，简便而高效，用于指导斜式轴流泵优化设计、工况控制及安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及流动计算领域，特别是涉及一种斜式轴流泵出水流道流动偏转参数确定方法。

背景技术

斜式轴流泵常简称斜轴泵，是我国灌溉排水工程领域使用的一种低扬程、大流量水泵，通常情况下叶轮直径大于3米、流量大于30立方米/秒。斜式轴流泵的主要优点是进水流道水力损失小、叶轮进口流动均匀、泵段效率高。

然而，斜式轴流泵的出水流道前部的双弯曲段会导致轴流泵导叶出口环量沿径向呈现非线性分布、出水流道入口左上方出现与叶轮旋转方向相同的高强度涡旋，进而造成出水流道流动向左下部偏转、出水流道隔墩两侧流量不等，这对水泵稳定运行和控制带来困扰。

为了指导斜式轴流泵优化设计、工况控制及安全稳定运行，工程中需要提前计算出水流道中流动偏转参数。然而，现场直接测试的方法难度大、成本高，且所得到出水流道中流动偏转参数精确度低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一：斜式轴流泵出水流道偏转参数的现场测量难度大、成本高、精度低。

本发明的目的是：提供一种斜式轴流泵出水流道流动偏转参数确定方法，用于指导斜式轴流泵优化设计、工况控制及安全稳定运行。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种斜式轴流泵出水流道流动偏转参数确定方法，

确定斜式轴流泵的泵段及出水流道的参数，至少包括所述斜式轴流泵的设计扬程H_d、叶轮旋转角速度ω、叶轮直径D、叶片安放角度Δγ；

通过所述斜式轴流泵的叶轮出口等效环量密度Γ_d来表征不同工况下水流的旋转特性，

所述叶轮出口等效环量密度Γ_d按照如下公式得出：

其中，Γ_d表示所述叶轮出口等效环量密度，g为重力加速度，H_d为所述斜式轴流泵的设计扬程，Δγ为所述叶片安放角度，ω为所述叶轮旋转角速度，D为所述叶轮直径，表示扬程修正系数，表示水力效率修正系数；

其中，扬程修正系数和水力效率修正系数按照如下公式得出，

其中，Q_d为所述斜式轴流泵的设计流量，Q为所述斜式轴流泵在实际工况下的流量，表示所述比值；

通过所述斜式轴流泵的出水流道流动偏转强度D_s来表征流动偏转的剧烈程度，所述出水流道流动偏转强度D_s根据叶轮出口等效环量密度Γ_d，按照如下公式得出；