申请日2017.05.19
公开(公告)日2017.08.29
IPC分类号G06F17/50
摘要
本发明公开了一种喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，对单流道污水泵叶轮内过流流道表面进行喷涂处理，其中，喷涂污水泵叶轮的主要几何参数包括：叶轮轮毂直径dh、叶轮进口直径Dj、叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2和叶片包角通过对主要几何参数的确定，减少设计成本并且大幅度缩短设计周期，以达到对喷涂单流道污水泵叶轮更加精准高效的设计效果，得到的污水泵叶轮具有无堵塞性好、效率高、高效区宽、扬程曲线较陡、功率曲线平缓、输送物料的无损性好的特点。
摘要附图
权利要求书
1.喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，其特征在于，对单流道污水泵叶轮内过流流道表面进行喷涂处理，其中，喷涂污水泵叶轮的主要几何参数包括：叶轮轮毂直径dh、叶轮进口直径Dj、叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2和叶片包角该类几何参数分别由以下关系式确定：
(1)叶轮轮毂直径：
其中，kd=0.95～1.12;
优选地，叶轮轮毂修正系数kd按以下公式确定：
式中：
ns—比转速;
η—效率;
dh—叶轮轮毂直径，mm;
ρ—抽送的液体密度，kg/m3;
g—重力加速度，m/s2;
Q—流量，m3/h;
H—扬程，m;
n—转速，r/min;
[τ]—轴材料许用应力，Pa;
kd—叶轮轮毂修正系数;
(2)叶轮进口直径：
其中，kD0=3.55～4.43;
叶轮进口修正系数kD0按以下公式确定：
式中：
Dj—叶轮进口直径，mm;
D0—叶轮进口当量直径，mm;
dh—叶轮轮毂直径，mm;
kD0—叶轮进口修正系数;
Q—流量，m3/h;
n—转速，r/min;
ns—比转速;
η—效率;
(3)叶轮出口直径：
其中，kD2=1.1～1.8，比转速小者取小值，反之取大值;
叶轮外径修正系数kD2按以下公式确定：
式中：
D2—叶轮出口直径，mm;
kD2—叶轮外径修正系数;
Q—流量，m3/h;
n—转速，r/min;
g—重力加速度，m/s2;
H—扬程，m;
ns—比转速;
(4)叶轮出口宽度：
当叶轮流道出口断面大致为圆形时：
b2=0.795Q0.54n0.04H-0.71Dj
当叶轮流道出口断面不为圆形时：
其中，kb2=0.17～1.3，比转速小者取小值，反之取大值;
叶轮出口宽度修正系数kb2按以下公式确定：
kb2=-2.29Q-0.08n0.42H-1.33+1.44
式中：
b2—叶轮出口宽度，mm;
kb2—叶轮出口宽度修正系数;
ns—比转速;
Q—流量，m3/h;
n—转速，r/min;
g—重力加速度，m/s2;
H—扬程，m;
Dj—叶轮进口直径，mm;
(5)叶片包角：
式中：
—叶片包角，°;
叶片出口安放角：
β=20°～30°
式中：
β—叶片出口安放角，°。
2.根据权利要求1所述的喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，其特征在于，所述叶轮轮毂修正系数kd按以下公式确定：
式中：
kd—叶轮轮毂修正系数;
ns—比转速。
3.根据权利要求2所述的喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，其特征在于，所述叶轮进口修正系数kD0按以下公式确定：
式中：
kD0—叶轮进口修正系数;
ns—比转速;
η—效率。
4.根据权利要求3所述的喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，其特征在于，所述叶轮外径修正系数kD2按以下公式确定：
式中：
kD2—叶轮外径修正系数;
ns—比转速。
5.根据权利要求1所述的喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，其特征在于，所述叶轮出口宽度修正系数kb2按以下公式确定：
kb2=-2.29Q-0.08n0.42H-1.33+1.44
式中：
kb2—叶轮出口宽度修正系数;
Q—流量，m3/h;
n—转速，r/min;
H—扬程，m。
说明书
喷涂单流道污水泵叶轮设计方法
技术领域
本发明属于一种流体机械的设计方法，尤其是涉及一种喷涂单流道污水泵叶轮设计方法。
背景技术
单流道污水泵是一种叶轮结构较为特殊的离心泵，此种泵叶轮的无堵塞性和防缠绕性在旋流式叶轮、双流道式叶轮和螺旋离心式叶轮中最佳，具有无堵塞性好、效率高、高效区宽、扬程曲线较陡、功率曲线平缓和输送物料的无损性好等特点，适用于输送含有颗粒或纤维等杂物的液体，特别是用于输送含长纤维的液体场合。单流道泵已广泛用于输送含泥沙水流、工矿企业排污、城市排污工程、化工厂输送含长纤维的液体等，使用效果良好。
在泵类产品中，叶轮是最重要的过流部件，其作用是将原动机中的机械能以静压能与动能的形式传给液体，达到液体抽送的目的。叶轮的设计合理与否直接关系到喷涂单流道污水泵的各项性能。经过喷涂技术处理后，喷涂单流道污水泵叶轮的设计与普通离心泵的设计有较大差别，而在现有技术下，叶轮的水力设计依然主要依赖于设计者的经验，从而造成设计的不确定性大，设计成本和风险相对较高，较难满足当今市场对产品生产的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，能够解决上述问题中的至少一个。
根据本发明的一个方面，提供了一种喷涂单流道污水泵叶轮设计方法，包括对单流道污水泵叶轮内过流流道表面进行喷涂处理，其中，喷涂污水泵叶轮的主要几何参数包括：叶轮轮毂直径dh、叶轮进口直径Dj、叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2和叶片包角该类几何参数分别由以下关系式确定：
(1)叶轮轮毂直径：
其中，kd=0.95～1.12;
优选地，叶轮轮毂修正系数kd按以下公式确定：
式中：
ns—比转速;
η—效率;
dh—叶轮轮毂直径，mm;
ρ—抽送的液体密度，kg/m3;
g—重力加速度，m/s2;
Q—流量，m3/h;
H—扬程，m;
n—转速，r/min;
[τ]—轴材料许用应力，Pa;
kd—叶轮轮毂修正系数;
(2)叶轮进口直径：
其中，kD0=3.55～4.43;
叶轮进口修正系数kD0按以下公式确定：
式中：
Dj—叶轮进口直径，mm;
D0—叶轮进口当量直径，mm;
dh—叶轮轮毂直径，mm;
kD0—叶轮进口修正系数;
Q—流量，m3/h;
n—转速，r/min;
ns—比转速;
η—效率;
(3)叶轮出口直径：
其中，kD2=1.1～1.8，比转速小者取小值，反之取大值;叶轮外径修正系数kD2按以下公式确定：
式中：
D2—叶轮出口直径，mm;
kD2—叶轮外径修正系数;
Q—流量，m3/h;
n—转速，r/min;
g—重力加速度，m/s2;
H—扬程，m;
ns—比转速;
(4)叶轮出口宽度：
当叶轮流道出口断面大致为圆形时：
b2=0.795Q0.54n0.04H-0.71Dj
当叶轮流道出口断面不为圆形时：
其中，kb2=0.17～1.3，比转速小者取小值，反之取大值;叶轮出口宽度修正系数kb2按以下公式确定：
kb2=-2.29Q-0.08n0.42H-1.33+1.44
式中：
b2—叶轮出口宽度，mm;
kb2—叶轮出口宽度修正系数;
ns—比转速;
Q—流量，m3/h;
n—转速，r/min;
g—重力加速度，m/s2;
H—扬程，m;
Dj—叶轮进口直径，mm;
(5)叶片包角：
式中：
—叶片包角，°;
叶片出口安放角：
β=20°～30°
式中：
β—叶片出口安放角，°。
在一些实施方式中，叶轮轮毂修正系数kd按以下公式确定：
式中：
kd—叶轮轮毂修正系数;
ns—比转速。
在一些实施方式中，叶轮进口修正系数kD0按以下公式确定：
式中：
kD0—叶轮进口修正系数;
ns—比转速;
η—效率。
在一些实施方式中，叶轮外径修正系数kD2按以下公式确定：
式中：
kD2—叶轮外径修正系数;
ns—比转速。
在一些实施方式中，叶轮出口宽度修正系数kb2按以下公式确定：kb2=-2.29Q-0.08n0.42H-1.33+1.44
式中：
kb2—叶轮出口宽度修正系数;
Q—流量，m3/h;
n—转速，r/min;
H—扬程，m。
因此，通过本发明的喷涂单流道污水泵叶轮设计方法减少设计成本并且大幅度缩短设计周期，以达到对喷涂单流道污水泵叶轮更加精准高效的设计效果，得到的污水泵叶轮具有无堵塞性好、效率高、高效区宽、扬程曲线较陡、功率曲线平缓、输送物料的无损性好的特点。
