低比转速叶轮无过载设计新方法

针对低比转速离心泵最大功率过大的运行特征 ,本文提出了—新方法计算叶轮几何参数以提高这类泵的可靠性 ,这一计算程序理论严密 ,计算准确 。

低比转速叶轮性能的优化

利用一维性能预估和CFD计算,确定了一组低比转速叶轮的最佳出口宽度以及与之匹配的叶轮进口后的轮毂形状,并通过4种形状叶轮的试验比较进行验证,这为低比转速叶轮的优化设计提供了参考.

一种圆柱形叶片设计新方法的改进

为提高圆柱形叶片的水力性能,分析了一种与传统方法有重大差别的圆柱形叶片设计新方法,发现在叶片设计实践中,该新方法仍有重大缺陷:新方法将圆柱形叶片工作面的平面投影图曲线的进口段固化为等变角螺旋形,这种无选择的设计方法并无普遍的适用性,有时不能形成可行的叶片型线。根据分析,提出了新方法的改进方案,在改进方案中,推荐以Hermite插值曲线绘形叶片平面投影入口段。这一曲线的优势在于:由于其包角可以根据需要选择,因而可与曲线出口段光滑连接,形成连线协调的叶片表面型线。

可控进口叶片角的圆柱形叶片设计

圆柱形叶片是低比转速离心泵叶轮常用的叶片形式。在过去圆柱形叶片设计实践中,只根据选定冲角准确计算叶片进口边与后盖板相交处的叶片安放角,进口边与前盖板相交处的叶片冲角与安放角则是自然形成的。这种设计过程造成了在上述点处及其附近范围内叶片表面方向与来流方向不匹配,叶片进口边上叶片角随机分布的结果形成了叶片入口不可低估的冲击损失。本文提出的设计新方法则在保持圆柱形叶片二维几何特征的条件下,同时准确确定叶片进口边与前、后盖板相交两点处的流动冲角及叶片角,沿叶片进口边各处叶片角分布改善的结果,将避免过大的叶片入口冲击损失,提升叶轮水力效率。为实现上述目标,叶片表面的平面投影不同于传统设计仅含一条曲线,而是由一等变角螺旋线与一Hermite插值曲线光滑、连续地拼接而成。对这两种曲线各自的优点及适应性进行对比,结果表明,本文新方法形成的圆柱形叶片能在较大运行范围内改进泵的能量指标。