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专利号: 2015100399853
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:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,提供叶轮设计的主要几何参数,包括叶片各处宽度bi、叶片与前盖板交线在叶片出口处的倾角θ、叶片真实厚度δ、叶片真实厚度尺寸系数A、扬程H、水力效率ηΓ、叶轮出口直径D2、叶片出口直径尺寸系数kD、叶轮出口直径的单元直径Dq、叶片出口安放角β2、叶片出口安放角修正量Δβ2、叶片出口排挤系数Ψ2、叶片出口宽度b2、叶片出口宽度尺寸系数kb、叶片数z、叶片入口安放角β1、叶片入口直径D1、叶片入口排挤系数Ψ1、叶轮进口直径Dj、叶片进口直径尺寸系数K1、叶轮前盖板圆弧半径Ra、叶轮后盖板圆弧半径Rb,其特征在于叶轮几何参数与泵设计工况点性能参数Q、H、n以及输送的固液两相流特性参数d、P适合以下关系:θ=(78.86-0.337d-26.91P+0.022d×P+8.913P2)(-0.141H2+1.505)   (2)式中:

bi——在叶轮轴面图上以叶片流道中线距离轴线距离为Di的点为圆心做圆与叶片轮廓切于两点,光滑连接圆心和切点形成的曲线长度即为bi,米;

θ——在轴面图上,叶轮前盖板与叶片交界线在叶片出口处的切线与轴线方向的夹角,弧度;

Di——叶片流道中线距离轴线的距离,米;

H——扬程,米;

D2——叶轮出口直径,米;

Q——流量,米3/小时;

b2——叶片出口宽度,米;

d——固体颗粒均值粒径,毫米;

P——固体颗粒体积浓度,百分比;

n——设计工况点的转速,转/分钟。

2.如权利要求1所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,叶片真实厚度δ、叶片真实厚度尺寸系数A,设计公式如下:式中:

δ——叶片真实厚度,叶片两面之间的最小距离,毫米;

z——叶片数,个;

A——叶片真实厚度尺寸系数,用于对叶片真实厚度进行修正;

ns——比转数;

H——扬程,米;

D2——叶轮出口直径,米;

d——固体颗粒均值粒径,毫米;

P——固体颗粒体积浓度,百分比。

3.如权利要求1所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,固液两相流泵的扬程H,水力效率ηΓ,设计公式如下:ηΓ=(-0.01z2+0.1z+0.64)sin(0.002ns+7.18)   (6)式中:

ω——叶轮角速度,弧度/秒;

ηΓ——水力效率;

g——重力加速度,米/秒2;

β2——叶片出口安放角,弧度;

Δβ2——叶片出口安放角修正量,弧度;

Ψ2——叶片出口排挤系数;

H——扬程,米;

D2——叶轮出口直径,米;

z——叶片数,个;

Q——流量,米3/小时;

ns——比转数;b2——叶片出口宽度,米。

4.如权利要求1所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,固液两相流泵的叶轮出口直径D2、叶片出口直径尺寸系数kD、叶轮出口直径的单元直径Dq,设计公式如下:D2=kDDq sin(6.124P+1.135)   (7)kD=(2.996ns+930.3)/(ns+29.38)   (8)Dq=1.69e(-1.734Q-4.104Q×n-0.2793n+2.042)/(2.237Q+0.05n+1.352Q×n+7.626)   (9)式中:kD——叶片出口直径尺寸系数;

Dq——叶轮出口直径的单元直径,米;

D2——叶轮出口直径,米;

Q——流量,米3/小时;

n——设计工况点的转速,转/分钟;

ns——比转数;

P——固体颗粒体积浓度,百分比。

5.如权利要求3所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,固液两相流泵的叶片出口安放角β2、叶片出口安放角修正量Δβ2、叶片入口排挤系数Ψ1,设计公式如下:式中;

β2——叶片出口安放角,弧度;

P——固体颗粒体积浓度,百分比;

Ψ2——叶片出口排挤系数;

Ψ1——叶片入口排挤系数;

z——叶片数,个。

6.如权利要求3所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,固液两相流泵的叶片出口排挤系数Ψ2,设计公式如下:式中:

Ψ2——叶片出口排挤系数;

Q——流量,米3/小时;

b2——叶片出口宽度,米;

ω——叶轮角速度,弧度/秒;

β2——叶片出口安放角,弧度;

z——叶片数,个;

D2——叶轮出口直径,米。

7.如权利要求1所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,固液两相流泵的叶片出口宽 度b2、叶片出口宽度尺寸系数kb,设计公式如下:式中:

n——设计工况点的转速,转/分钟;

kb——叶片出口宽度尺寸系数;

b2——叶片出口宽度,米;

Q——流量,米3/小时;

P——固体颗粒体积浓度,百分比;

d——固体颗粒均值粒径,毫米;

ns——比转数。

8.如权利要求2所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,固液两相流泵的叶片数z、叶片入口安放角β1,设计公式如下:

1/12

β1=24.55d    (17)式中:

β1——叶片入口安放角,弧度;

D1——叶片入口直径,米;

z——叶片数,个;

β2——叶片出口安放角,弧度;

D2——叶轮出口直径,米;

P——固体颗粒体积浓度,百分比;

d——固体颗粒均值粒径,毫米。

9.如权利要求8所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,固液两相流泵的叶片入口直径D1、叶轮进口直径Dj、叶片进口直径尺寸系数K1,设计公式如下:D1=767.7K1Dj/(d+732.8)   (18)Dj=(115200/(π4Ψ1))1/6sin(6.124P+1.135)Dq   (19)K1=12.19ns1/2   (20)式中:

K1——叶片进口直径尺寸系数;

Dj——叶轮进口直径,米;

D1——叶片入口直径,米;

d——固体颗粒均值粒径,毫米;

P——固体颗粒体积浓度,百分比;

Ψ1——叶片入口排挤系数;

Dq——叶轮出口直径的单元直径,米;

ns——比转数。

10.如权利要求1所述的一种固液两相流泵的叶轮水力设计方法,叶轮前盖板圆弧半径Ra、叶轮后盖板圆弧半径Rb,设计公式如下:式中:

b1——叶片入口直径,米;

Ra——叶轮前盖板圆弧半径,具体指叶轮轴面与叶轮前盖板交线的圆弧半径;

Rb——叶轮后盖板圆弧半径,具体指叶轮轴面与叶轮后盖板交线的圆弧半径;

D1——叶片入口直径,米;

D2——叶轮出口直径,米;

b2——叶片出口宽度,米。