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专利号: 201711304073X
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液体变容式机械;液体泵或弹性流体泵
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种离心泵叶轮水力变型设计方法,其特征在于,包括以下步骤:根据离心泵未优化前叶轮所有设计几何参数以及离心泵设计额定流量、设计理论扬程和转速,仅改变叶轮设计额定流量和理论扬程来获取优化后的叶轮变型几何参数,所述的叶轮变型几何参数包括叶轮前盖板流线、中间流线和后盖板流线三条流线的进出口安放角、包角及叶片数,并通过三次贝塞尔曲线方程对叶轮叶片型线安放角分布规律进行控制,当比转速120

Φ′——优化后的叶轮叶片包角,rad;

ns——未优化前的比转速;

ns′——优化后的比转速;

Q——未优化前的额定流量,m3/s;

Q′——优化后的额定流量,m3/s;

H——未优化前的理论扬程,m;

H′——优化后的理论扬程,m;

n——叶轮转速,r/min。

2.根据要求1所述的离心泵叶轮水力变型设计方法,其特征在于,在叶片数Z′不变的情况下,叶轮前盖板流线、中间流线和后盖板流线三条流线的进口安放角满足如下关系:β1h——未优化前的叶轮中间流线进口安放角,rad;

β1h′——优化后的叶轮中间流线进口安放角,rad;

β1p——未优化前的叶轮后盖板流线进口安放角,rad;

β1p′——优化后的叶轮后盖板流线进口安放角,rad;

β1n——未优化前的叶轮前盖板流线进口安放角,rad;

β1n′——未优化前的叶轮前盖板流线进口安放角,rad;

Q——未优化前的额定流量,m3/s;

Q′——优化后的额定流量,m3/s;

Z′——优化后的叶轮叶片数,个;

K1——进口优化比例系数。

3.根据要求2所述的离心泵叶轮水力变型设计方法,其特征在于,K1=2.125        公式三。

4.根据要求3所述的离心泵叶轮水力变型设计方法,其特征在于,在叶片数Z′不变的情况下,叶轮前盖板流线、中间流线和后盖板流线三条流线的出口安放角满足如下关系:β2h——未优化前的叶轮中间流线出口安放角,rad;

β2h′——优化后的叶轮中间流线出口安放角,rad;

β2p——未优化前的叶轮后盖板流线出口安放角,rad;

β2p′——优化后的叶轮后盖板流线出口安放角,rad;

β2n——未优化前的叶轮前盖板流线出口安放角,rad;

β2n′——未优化前的叶轮前盖板流线出口安放角,rad;

ns——未优化前的比转速;

ns′——优化后的比转速;

Z′——优化后的叶轮叶片数,个;

K2——出口优化比例系数。

5.根据要求4所述的离心泵叶轮水力变型设计方法,其特征在于,K2=1.682     公式五。

6.根据要求5所述的离心泵叶轮水力变型设计方法,其特征在于,当叶片数小幅度变化的情况下,即Z′=Z±1,叶片进出口优化比例系数满足如下的关系:S1——叶片进口圆周厚度,mm;

S2——叶片出口圆周厚度,mm;

D1h——中间流线进口直径,mm;

D2h——中间流线出口直径,mm;

Z——未优化前的叶轮叶片数,个;

Z′——优化后的叶轮叶片数,个;

K1——进口优化比例系数;

K2——出口优化比例系数。

7.如权利要求6所述的一种离心泵叶轮水力变型设计方法,其特征在于,所述叶片型线基于三次贝塞尔曲线方程对型线进行控制,所述叶片型线包括叶轮前盖板叶片型线、叶轮中间叶片型线和叶轮后盖板叶片型线;三条叶片安放角控制线采用三次贝塞尔曲线进行控制,三次贝塞尔曲线的函数见公式七:B(t)=(1-t)3P0+3t(1-t)2P1+3t2(1-t)P2+t3P3,t∈(0,1)    公式七其中,B(t)为贝塞尔控制曲线方程表示符号;

P1、P2、P3和P4为三次贝塞尔曲线的控制点;

t为贝塞尔曲线控制值。