[发明专利]一种节段多级泵导叶轮设计方法

说明书

本发明涉及离心泵水力设计方法领域，具体地说，涉及一种节段多级泵导叶轮设计方法，包括该方法设计的导叶轮，所述导叶轮包括前级叶轮、导叶轮主体和后级叶轮，所述导叶轮主体设置在前级叶轮与后级叶轮之间，其具体步骤包括正导叶设计：反导叶设计；半圆形空间导叶设计；U形流道设计。该发明解决了径向导叶正、反导叶在环形空间交汇换向，水流相互碰撞产生的旋涡和水流换向的水流紊乱现象，同时减小了水力损失，提高了泵扬程，使得泵的效率得到明显的提升，真正意义上解决了导叶的水流换向损失。

技术领域

本发明涉及离心泵水力设计方法领域，具体地说，涉及一种节段多级泵导叶轮设计方法。

背景技术

随着我国经济高速的发展，迎合“零碳中国”倡议书，节能降耗已成为全球性的共同焦点问题。泵在国内的需求量很大，每年发电量20％-25％都浪费在泵类产品上。而节段式多级离心泵作为常见的一种产品，广泛应用于工业生产、矿山、城市给排水等领域。节段多级泵导叶是多级泵过流部件的重要组成部分，是泵过流部件中效率损失的重点部位。节段式多级泵中多应用径向导叶，径向导叶因其结构简单，铸造、加工工艺方便而被广泛应用。径向导叶由正、反导叶组成，正、反导叶间有环形空间，在环形空间使流过的流体改变流向，经反导叶流到后级叶轮。但从正导叶过来的高速水流在此环形空间交汇换向，易产生旋涡和紊乱，且高速水流在环形空间壁面产生一层环形水流，从而产生损失，使泵的效率偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节段多级泵导叶轮设计方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

一种节段多级泵导叶轮设计方法，包括该方法设计的导叶轮，所述导叶轮包括前级叶轮、导叶轮主体和后级叶轮，所述导叶轮主体设置在前级叶轮与后级叶轮之间，

其具体步骤如下：

步骤一：正导叶设计：

步骤二：反导叶设计；

步骤三：半圆形空间导叶设计；

步骤四：U形流道设计。

优选的，所述正导叶设计过程如下：

S1：正导叶工作面由圆弧构成：正导叶工作面入口点直径为D，正导叶工作面入口点角度α₁取值为1.01-1.03倍前级叶轮出口角；

S2：正导叶背面由圆弧构成：入口点半径及角度取值与正导叶工作面相同；

S3：正导叶工作面与背面圆弧入口点内小圆弧形成封闭；

S4：正导叶入口宽度：取值为前级叶轮出口宽度b₂+2～5mm；

S5：正导叶叶片数取值为：与前级叶轮叶片数互为质数；

S6：相邻正导叶叶片间为流体通道，此通道面积由入口点至末端逐渐增加，控制扩散角为5～15度；

S7：两相邻正导叶叶片间流道面积：两相邻正导叶叶片间距L×正导叶高度M；

S8：正导叶出口点半径R₁及出口角α₂：正导叶出口点半径R₁＝(1.3-1.5)D，出口角α₂与入口点角α₁保持基本相同。

优选的，所述反导叶设计过程如下：

S1：反导叶工作面由圆弧构成：入口点半径、角度分别与半圆形空间导叶叶片出口点半径R₂及出口角α₃相同，出口点半径与后级叶轮入口点相同，反导叶出口点角α₄角度为90，反导叶叶片高度与正导叶入口宽度相同；

S2：反导叶背面由圆弧构成：入口点、出口点各参数与反导叶工作面相同；