| 主权项 |
一种中浓纸浆泵湍流发生器，所述湍流发生器安装于泵叶轮前端，与泵叶轮安装于同一轴上，湍流发生器由轮毂和固定在轮毂上的螺旋形叶片组成，其特征在于：螺旋形叶片由进口面、工作面、背面、出口面和外缘面组成；其中工作面为三维空间曲面，由进口边、叶片外缘型线和出口边组成，背面由工作面等厚度加厚而成；进口边垂直于轴线方向，出口边也垂直于轴线方向，进口边、出口边在圆周方向上转过一角度形成叶片包角；所述湍流发生器的螺旋形叶片外径<i>d</i><sub>2</sub>取泵叶轮叶片进口直径，轴向总长度<i>L</i>由公式（1）确定其取值范围；所述螺旋形叶片外缘型线采用变螺距与等螺距相结合的螺旋线型线，进口部分采用等螺距型线，出口部分采用变螺距型线；叶片轴向总长度中等螺距段的长度<i>S</i>由公式（2）确定，叶片轴向总长度中变螺距段的长度为<i>L</i><sub>1</sub>，<img file="2012100956590100001dest_path_image001.GIF" wi="70" he="24" />；<img file="2012100956590100001dest_path_image002.GIF" wi="210" he="52" />（1）；<img file="2012100956590100001dest_path_image003.GIF" wi="124" he="42" />（2）；其中，<img file="2012100956590100001dest_path_image004.GIF" wi="68" he="25" />；<img file="2012100956590100001dest_path_image005.GIF" wi="170" he="44" />；所述湍流发生器叶片外缘型线在以轮毂轴线为中心线的同一个圆柱面上，叶片外缘型线上的任意点相对于叶片外缘型线出口在圆周方向每转过角度<img file="2012100956590100001dest_path_image006.GIF" wi="14" he="22" />时，对应的圆周方向展开的长度为<i>y</i>，轴向方向展开的长度为<i>x</i>，相应的变螺距段的轴向方向展开的长度为<i>x</i><i>′</i>，等螺距段的轴向方向展开的长度为<i>x</i><i>′′</i>，且<i>x=x</i><i>′</i><i>+x</i><i>′′</i>；叶片外缘型线叶片安放角<i>α</i>(<i>x</i>)采用分段函数表示，出口变螺距型线叶片安放角由公式（3）确定，进口等螺距型线叶片安放角由公式（4）确定；<img file="dest_path_image007.GIF" wi="160" he="46" />，<img file="2012100956590100001dest_path_image008.GIF" wi="68" he="24" />（3）；<img file="dest_path_image009.GIF" wi="65" he="22" />，<img file="2012100956590100001dest_path_image010.GIF" wi="70" he="24" />（4）；圆周方向展开的长度<i>y</i>由式（5）确定：<img file="dest_path_image011.GIF" wi="68" he="42" />（5）；对于叶片外缘型线展开图上的任一点，对应的角度有：<img file="2012100956590100001dest_path_image012.GIF" wi="93" he="42" />（6）；将式（3）代入式（6），得变螺距段圆周方向展开长度<i>y</i>的表达式：<img file="dest_path_image013.GIF" wi="405" he="48" />（7）；将公式（7）代入公式（5），得到圆周方向每转过角度<img file="823696dest_path_image006.GIF" wi="14" he="22" />时变螺距段的轴向方向展开的长度x′值：<img file="2012100956590100001dest_path_image014.GIF" wi="365" he="39" />（8）；同理，将式（4）代入式（6），再代入式（5），得到圆周方向每转过角度<img file="819465dest_path_image006.GIF" wi="14" he="22" />时等螺距段的轴向方向展开的长度<i>x</i><i>′′</i>值：<img file="dest_path_image015.GIF" wi="353" he="22" />（9）；其中：<i>Q</i>为泵体积流量（m<sup>3</sup>/h）；<i>ρ</i>为介质密度（kg/m<sup>3</sup>）；<i>n</i>为湍流发生器转速(r/min)；<i>ω</i>为湍流发生器旋转角速度（rad/s），由<i>ω</i>=30<i>π</i><i>/n</i>确定； <i>d<sub>h</sub></i>为湍流发生器轮毂直径（m），取（0.2~0.4）<i>d</i><sub>2</sub>；<i>v</i><sub>m</sub>为介质流动轴向速度（m/s）；<i>A</i>为湍流发生器流道截面积（m<sup>2</sup>）；Z为湍流发生器叶片数，取泵叶轮叶片数的一半；<i>δ</i>为螺旋形叶片的叶片厚度（m），等于泵叶轮的叶片厚度；<i>θ</i>为等螺距段包角，取（1/4—1/3）<i><img file="2012100956590100001dest_path_image016.GIF" wi="18" he="25" /></i>，<img file="dest_path_image017.GIF" wi="18" he="25" />为进口边与出口边在圆周方向上转过的角度，即叶片包角，取值为90º－120º；<i>β</i>为螺旋形叶片外缘型线起始端的进口角，其具体为螺旋形叶片外缘型线进口切线方向与圆周方向之间的夹角，取25°；<i>α</i>(<i>x</i>) 为叶片外缘型线叶片安放角，其具体为叶片外缘型线上任意点切线方向与通过该点圆周方向之间的夹角；<i>α</i><sub>0</sub>为叶片外缘型线终端的出口角，其具体为叶片外缘型线出口切线方向与圆周方向之间的夹角，<i>α</i><sub>0</sub>取值为85º–90º；所述的进口面和出口面的半径都是螺旋形叶片厚度的一半；所述的螺旋形叶片沿轮毂的轴向方向展开，与轮毂垂直；螺旋形叶片与轮毂连接处以半径10～40mm的圆弧过渡。 |
