一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法

摘要

本发明提供了一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法，以旋流泵的效率为目标函数，根据旋流泵几个工况点的扬程H_i、流量Q_i、转速n，设计旋流泵叶轮的叶轮外径D₂、叶轮出口宽度b₂、叶轮进口直径D₁、叶片数Z、叶片包角φ，以及蜗壳喉部面积。有效的改善旋流泵贯通流，在保证设计工况点的效率最高的前提下，使其他各工况下效率相应提高。同时多工况下目标函数H_i当Q_i＜Q时取较大值，能够保证在发生堵塞时，扬程升高较快，使泵内压力变大，从而达到冲刷堵塞物的目的。

主权项

一种无堵塞旋流泵多工况水力设计方法，其特征在于，所述旋流泵的叶轮采用半开式叶轮，所述叶轮的结构参数叶轮外径D₂、叶轮出口宽度b₂、叶轮进口直径D₁、叶片数Z、叶片包角以及蜗壳喉部面积F由以下公式获得：$D_2=\frac{66.86}{n}\sqrt{\frac{H}{\sin {\beta }_2}}$$b_2=0.66{\left(\frac{n_s}{100}\right)}^{5/6}{\left(\frac{Q}{n}\right)}^{1/3}$$D_1=\sqrt{{K_0}^2{\left(\frac{Q}{n}\right)}^{2/3}+D_h^2}$$Z=7.15{\left(\frac{n_s}{100}\right)}^{0.275}$$F=\frac{1.4Q}{K_{V_t}\sqrt{2\mathrm{gH}}}$式中：D₂—叶轮出口直径，m；b₂—叶轮出口宽度，m；D₁—叶轮进口直径，m；Z—叶片数；F—蜗壳喉部面积；H—泵的设计扬程，m；n—泵的转速，r/min；β₂—叶片出口安放角，取值范围25°～90°；Q—设计流量，m³/s；n_s—设计工况的比转速，取80～150；K₀—叶轮进口速度系数，取3.9～5.1；D_h—轮毂直径，m；—速度系数；g—重力加速度，m/s²；所述叶片包角的取值范围为25°～135°。