一種雙吸泵葉輪雙端折邊葉片v型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙吸泵葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。出口處葉片切割為V型結(jié)構(gòu)，可滿足最大程度滿足用戶對(duì)不同的揚(yáng)程的需求；采用折邊出口邊葉片使葉片在葉輪出口處錯(cuò)開，設(shè)計(jì)錯(cuò)開的葉片有不同的進(jìn)出口安放角和包角且在葉輪進(jìn)出口處有不同的葉片寬度，根據(jù)折邊葉片的實(shí)際要求合理設(shè)計(jì)出葉輪的進(jìn)口當(dāng)量直徑、葉輪進(jìn)口直徑、葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉片出口安放角、葉片包角、切割后的實(shí)際外徑、葉輪出口處葉片厚度，使雙吸泵在偏工況下運(yùn)行時(shí)，原本的一個(gè)流道變?yōu)閮蓚€(gè)，使不同流動(dòng)狀態(tài)的流體分別在不同的流道中流動(dòng)。
【專利說(shuō)明】
-種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及到一種雙吸累葉輪葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，特別設(shè)及一種雙吸累葉輪雙端 折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 累是一種應(yīng)用極其廣泛的通用機(jī)械，種類繁多，與人類的生活有著密不可分的關(guān) 系，凡是有液體流動(dòng)的地方，幾乎都有累的運(yùn)行工作。隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷的提高，累運(yùn) 用的領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大。雙吸累是一種很常見的累，由于它具有流量大、揚(yáng)程高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 檢修方便等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各種水利工程領(lǐng)域，是各種累中應(yīng)用最為廣泛的一種，廣泛 應(yīng)用于城市給水、石油化工、船舶工業(yè)農(nóng)業(yè)灌概等社會(huì)生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部口中。因此 對(duì)雙吸累的性能提出了越來(lái)越高的要求，如偏工況穩(wěn)定運(yùn)行的要求、低噪音振動(dòng)的要求和 高可靠性等。但在工程實(shí)際中經(jīng)常存在水累揚(yáng)程遠(yuǎn)高于輸出系統(tǒng)所需揚(yáng)程的情況。運(yùn)常常 通過(guò)切割葉輪的方式來(lái)滿足不同用戶的要求，使其能在特定的揚(yáng)程和流量點(diǎn)下工作，同時(shí) 達(dá)到累站節(jié)能的目的。但是，雙吸累的傳統(tǒng)水力設(shè)計(jì)方法只能滿足一個(gè)或幾個(gè)設(shè)計(jì)工況要 求，而現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中雙吸累很多時(shí)候都需要偏工況下運(yùn)行，傳統(tǒng)的葉輪結(jié)構(gòu)很難滿足雙吸累 在偏工況下運(yùn)行。雙吸累在偏工況下運(yùn)行可導(dǎo)致雙吸累不能正常的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生噪音和振 動(dòng)，惡化工作環(huán)境，不利于生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)雙吸累運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種雙吸累葉輪雙端折邊葉 片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。出口處葉片切割為V型結(jié)構(gòu)，可滿足最大程度滿足用戶對(duì)不同的 揚(yáng)程的需求;采用折邊出口邊葉片使葉片在葉輪出口處錯(cuò)開，設(shè)計(jì)錯(cuò)開的葉片有不同的進(jìn) 出口安放角和包角且在葉輪進(jìn)出口處有不同的葉片寬度，根據(jù)折邊葉片的實(shí)際要求合理設(shè) 計(jì)出葉輪的進(jìn)口當(dāng)量直徑、葉輪進(jìn)口直徑、葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉片出口安放角、 葉片包角、切割后的實(shí)際外徑、葉輪出口處葉片厚度，使雙吸累在偏工況下運(yùn)行時(shí)，原本的 一個(gè)流道變?yōu)閮蓚€(gè)，使不同流動(dòng)狀態(tài)的流體分別在不同的流道中流動(dòng)。
[0004] 1、葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑Do由下式確定：
[0005]
[0006] 式中；
[0007] Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m;
[000引 Q-流量，nrVs;
[0009] Η一揚(yáng)程，m;
[0010] η-轉(zhuǎn)速，rev/min;
[00川 2、葉輪出口直徑D2由下式確定：
[0012]
[0013] 式中；
[0014] 化一葉輪出口直徑，m;
[0015] η-轉(zhuǎn)速，rev/min;
[0016] Q 一流量，m3/s;
[0017] Η-揚(yáng)程，m;
[00i引g-重力加速度，mVs;
[0019] 3、葉輪葉片進(jìn)口寬度bi由W下公式確定：
[0020] (a)葉輪折邊上葉片進(jìn)口寬度bii由W下公式確定：
[0021] bll = 0.02D2+0.1 n-o. 333q〇. 333
[0022] (b)葉輪折邊下葉片進(jìn)口寬度bi2由W下公式確定：
[0023] bl2 = 0.01D2+0.05n-°. 333q〇. 333
[0024] 4、葉輪葉片進(jìn)口安放角執(zhí)大小由下式確定：
[0025] (a)葉輪折邊上葉片進(jìn)口安放角執(zhí)1由W下公式確定：
[0029] 式中；
[0030] 執(zhí)1-上葉片進(jìn)口安放角，％
[00川執(zhí)2-下葉片進(jìn)口安放角，％
[0032] Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m;
[0033] bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m;
[0034] bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m;
[0035] Q一流量，niVs;
[0036] Z-葉片數(shù)，枚。
[0037] 5、葉片出口安放角&大小由下式確定：
[0038] (a)葉輪折邊上葉片出口安放角由W下公式確定：
[0039]
[0040] (b)葉輪折邊下葉片出口安放角由W下公式確定：
[0041]
[0042] 式中；
[0043] &1-上葉片出口安放角，％
[0044] 022-下葉片出口安放角，％
[0045] 化一葉輪出口當(dāng)量直徑，m;
[0046] b2i-上葉輪出口寬度，m;
[0047] b22-下葉輪出口寬度，m;
[004引 Q-流量，niVs;
[0049] Z-葉片數(shù)，枚；
[0050] 4、葉片出口寬度b2大小由下式確定：
[0051] (a)葉輪折邊上葉片出口寬度b2i由W下公式確定：
[0化2]
[0053] (b)葉輪折邊下葉片出口寬度b22由W下公式確定：
[0化4]
[0055]式中；
[0化6] b2i-上葉片出口寬度，m;
[0化7] b22-下葉片出口寬度，m;
[0化引 Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m;
[0化9]化一葉輪出口直徑，m;
[0060] bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m;
[0061] bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m;
[0062] 5、葉片包角口大小由下式確定：
[0063] (a)葉輪折邊上葉片包角Φ1由W下公式確定：
[0064]
[00化](b)葉輪折邊下葉片包魚收由W下公式確定：
[0066]
[0067] 式中；
[0068] ψι-上葉片包角，°;
[0069] 巧一下葉片包角，％
[0070] Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m;
[0071] 化一葉輪出口直徑，m;
[0072] 6、葉輪葉片的進(jìn)出口處厚度S由W下公式確定
[0073] (a)葉輪折邊葉片進(jìn)口處厚度Si由W下公式確定：
[0074]
[0075] (b)葉輪折邊葉片出口處厚度S2由W下公式確定：
[0076]
[0077] 式中；
[007引 Sii-葉輪折邊上葉片進(jìn)口處厚度，m;
[0079] Si2-葉輪折邊下葉片進(jìn)口處厚度，m;
[0080] S21-葉輪折邊上葉片出口處厚度，m;
[0081 ] S22-葉輪折邊下葉片出口處厚度，m;
[00劇 g-重力加速度，mVs;
[0083] Η一揚(yáng)程，m;
[0084] η-轉(zhuǎn)速，rev/min;
[0085] 化一葉輪出口直徑，m;
[0086] 7、葉輪葉片出口處切割后的實(shí)際外徑D'2由W下公式確定：
[0087] D，2 = D2-(0.化2i+b22)tan白
[008引 式中；
[0089] D'2-葉輪葉片出口處切割后的實(shí)際外徑，m;
[0090] 化一葉輪出口直徑，m;
[0091] b2i-上葉片出口寬度，m;
[0092] b22-下葉片出口寬度，m;
[0093] Θ-葉輪葉片出口處切割角度，0°~15%
[0094] 本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)折邊葉輪出口處的葉片合理設(shè)計(jì)雙吸累的最佳結(jié)構(gòu)參 數(shù)，可有效減輕葉片負(fù)荷，改善雙吸累在運(yùn)行過(guò)程中葉輪內(nèi)液體相對(duì)運(yùn)動(dòng)在軸向縱滿對(duì)影 響水力性能及葉輪出口的尾流和壓水室的動(dòng)靜干設(shè);提高了雙吸累的性能及運(yùn)行過(guò)程中的 穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0095] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的平面投影圖。
[0096] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的軸面圖。
[0097] 圖3是本發(fā)明實(shí)施葉輪葉片示意圖。
[009引附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0099] 圖1 :βιι-上葉片進(jìn)口安放角，012-下葉片進(jìn)口安放角，021-上葉片出口安放角， 022-下葉片出口安放角，01-上葉片包角，褲一下葉片包角。
[0100] 圖2: Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，〇2-葉輪出口直徑，D ' 2-葉片出口處切割后的實(shí)際 外徑，bn-上葉片進(jìn)口寬度，bi2-下葉片進(jìn)口寬度，b2i-上葉片出口寬度，b22-下葉片出口 寬度，目一葉輪葉片出口處切割角度，Sll-葉輪折邊上葉片進(jìn)口處厚度，Sl2-葉輪折邊下葉 片進(jìn)口處厚度，S21-葉輪折邊上葉片出口處厚度，S22-葉輪折邊下葉片出口處厚度。
[0101] 圖3:1-葉輪上葉片，2-葉輪下葉片。
【具體實(shí)施方式】
[0102] 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)工況流量為0.09676位方米/秒，設(shè)計(jì)工況揚(yáng)程為60米，轉(zhuǎn)速為 2900轉(zhuǎn)/秒，g取10米/平方米，葉片數(shù)取4枚，切割角度為10。
[010；3 ] 根據(jù)W上數(shù)據(jù)可求出葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值:Do = 170mm; 〇2 = 390mm; D ' 2 = 300mm; 011 = 17° ;β?2 = 18° ;02i = 21° ;防2 = 23° ;(戶| = 100°; 02=l〇5°;bii=llmm;bi2 = 8mm;b2i = l〇mm;b22 =7 mm; Sll = 6mm; S12 = 5mm; S21 = 7 mm; S22 = 6mm ；
[0104] 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，其它系數(shù)的選擇需要根據(jù)具體實(shí)際情況進(jìn)行系數(shù)選取，如葉輪的 蝸殼參數(shù)需要根據(jù)累的實(shí)際運(yùn)行來(lái)選擇等。
[0105] W上，為本發(fā)明參照實(shí)施例所做出的具體說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例， 也包含本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的其它實(shí)施例或變形例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于:在設(shè)計(jì)雙吸累葉 輪葉片時(shí)，葉輪葉片出口端采用分層折邊結(jié)構(gòu);其中葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑Do由下式確定：式中： Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m; Q-流量，m3/s; Η-揚(yáng)程，m; g-重力加速度，m^s; η-牽專速，rev/min。2. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪出口直徑化由下式公式確定：式中： 化一葉輪出口直徑，m; η-轉(zhuǎn)速，rev/min; Q-流量，m3/s; g-重力加速度，m2/s; Η-揚(yáng)程，m。3. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片進(jìn)口寬度bi由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片進(jìn)口寬度bii由W下公式確定： bii = 0.02D2+0.1n-°'333Q〇'333 (b) 葉輪折邊下葉片進(jìn)口寬度bi2由W下公式確定： bi2 = 0.01D2+0.05n-°'333Q〇'333 式中： bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m; bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m; Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m; η-轉(zhuǎn)速，rev/min; Q-流量，m3/s。4. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片進(jìn)口安放角01由W下公式確定： (a)葉輪折邊上葉片進(jìn)口安放角011由W下公式確定：(b)葉輪折邊下葉片進(jìn)口安放角β?2由W下公式確定：式中： β?1-上葉片進(jìn)口安放角，％ β?2-下葉片進(jìn)口安放角，％ Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m; bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m; bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m; Q-流量，m3/s; Z-葉片數(shù)，枚。5.如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片出口安放角02由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片出口安放角021由W下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片出口安放角β?2由W下公式確定：式中： 021- 上葉片出口安放角，％ 022- 下葉片出口安放角，％ 化一葉輪出口當(dāng)量直徑，m; b2i-上葉輪出口寬度，m; b22-下葉輪出口寬度，m; η-牽專速，rev/min; Q-流量，m3/s; Z-葉片數(shù)，枚。6. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片出口寬度b2由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片出口寬度b2i由W下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片出口寬度b22由W下公式確定：式中： b2i-上葉片出口寬度，m; b22-下葉片出口寬度，m; Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m; 化一葉輪出口直徑，m; bii-上葉輪進(jìn)口寬度，m; bi2-下葉輪進(jìn)口寬度，m。7. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片包角Φ由W下公式確定： (a) 葉輪折邊上葉片包角φι由W下公式確定：(b) 葉輪折邊下葉片包角Φ2由W下公式確定：式中： 上葉片包角，％ 從一下葉片包角，％ Do-葉輪進(jìn)口當(dāng)量直徑，m; 化一葉輪出口直徑，m。8. 如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片的進(jìn)出口處葉片厚度S由W下公式確定： (a) 葉輪折邊葉片進(jìn)口處厚度Si由W下公式確定：(b) 葉輪折邊葉片出口處厚度S2由W下公式確定：式中： 511- 葉輪折邊上葉片進(jìn)口處厚度，m; 512- 葉輪折邊下葉片進(jìn)口處厚度，m; 521- 葉輪折邊上葉片出口處厚度，m; 522- 葉輪折邊下葉片出口處厚度，m; g-重力加速度，m2/s; Η-揚(yáng)程，m; η-轉(zhuǎn)速，rev/min; 化一葉輪出口直徑，m。9.如權(quán)利要求1所述一種雙吸累葉輪雙端折邊葉片V型切割結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:葉輪葉片出口處切割后的實(shí)際外徑D'2由W下公式確定： D，2 = 〇2-(0.1 b2i+b22)tan白 式中： D'2-葉輪葉片出口處切割后的實(shí)際外徑，m; 化一葉輪出口直徑，m; b2i-上葉片出口寬度，m; b22-下葉片出口寬度，m; Θ-葉輪葉片出口處切割角度，范圍0°~15°。
【文檔編號(hào)】F04D29/66GK105971926SQ201610302239
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】王秀禮, 鐘華舟, 朱榮生, 付強(qiáng), 蔡崢, 張本營(yíng), 鐘偉源
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)