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1、第25卷第3期排灌机械Vo.l25No.32007年5月DrainageandIrrigationMachineryMay2007螺旋离心泵叶轮叶片型线方程李仁年,苏吉鑫,韩伟,王浩,徐振法(兰州理工大学流体动力及控制学院,甘肃兰州730050)摘要:为了使螺旋离心泵能够具有更优良的性能,传统的设计方法已经不能很好地满足要求。根据螺旋离心泵叶轮结构特征,推导出螺旋离心泵叶轮叶片的型线方程,并用型线方程绘制螺旋叶轮,避免了一元理论水力设计方法中手工作图的繁杂和依赖经验的欠缺,对螺旋离心泵的快速叶片绘型、提高设计精度、
2、计算机辅助设计与三维内部流场的数值模拟有重要意义。通过例证,用型线方程获得的流线,在方格网上变化均匀、光滑,出口角接近于计算值,数值模拟所得结果与原型试验结果基本一致,从而验证了这种方法具有可行性。关键词:螺旋离心泵;叶轮;水力设计;型线方程中图分类号:TH38文献标识码:A文章编号:1005-6254(2007)03-0008-04ProfileequationsforimpellervaneofscrewcentrifugalpumpLIRennian,SUJixin,HANWei,WANGHao,XUZhenfa(Sc
3、hoolofFluidPowerandContro,lLanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou,Gansu730050,China)Abstract:Tomakethescrewcentrifugalpumphavebetterperformance,thetraditionaldesigningmethodcannotsatisfytheneedspreferably.Basedonthestructuralcharactersofthescrewcentrifugalpumpimpeller,profi
4、leequationsforimpellervaneofscrewcentrifugalpumpwerededuced.Thescrewimpellerwasdrawnbasedonprofileequations,whichcanavoidthedeficienciesofthetraditional1dimensionalimpellerhydraulicdesignmethodwhichdependsonexperienceandtedioushanddrawing.Thismethodimprovestheefficiencyfor
5、vanedrawingofscrewcentrifugalpump,increasesthedesignporecision,andprovideshelpsforCADandnumericalsimulationof3dimensionalflowfield.Keywords:screwcentrifugalpump;impeller;hydraulicdesign;profileequations螺旋离心泵是一种具有三元螺旋式叶轮的以输离心泵的分析研究,针对传统设计方法的不足,给出送含有颗粒、易缠结固体物的两相流体介质为主的了螺旋离
6、心泵叶轮叶片型线方程。根据叶轮型线方杂质泵。螺旋离心泵叶轮,其前半部分呈螺旋式,后程,完成了叶轮的水力设计和三维造型,达到了预期半部分为离心式。叶轮叶片型线为空间曲线,一般目的。采用对数螺线。传统的螺旋离心泵设计方法是用方格网保角变1螺线方程换法绘型叶片,但是在轴面分点的过程中,分点进行至后面部分时,每点间隔很小,已无法识别,因此,靠1.1圆台面螺线方程此法很难准确绘出流线全型。作者经过多年对螺旋如图1所示,螺旋线起始点位置坐标为(r0,z0),收稿日期:2006-11-28基金项目:兰州理工大学学术梯队及特色研究方向重点资助计划项目(
7、T200303)作者简介:李仁年(1963-),男,甘肃民勤人,教授,博士生导师,主要从事水力机械固液两相流理论研究。苏吉鑫(1979-),男,安徽桐城人,硕士生,主要从事水力机械固液两相流理论研究。第3期李仁年等:螺旋离心泵叶轮叶片型线方程9动点P所在的轴截面与起始点所在的轴截面间的r=r0夹角为,圆台母线与轴线间的夹角为。其对应的螺线方程为r=r0-asinz=z0-acos式中a与螺距h有关。圆台螺线的螺距h=2acos。图3圆柱面螺线2叶轮结构参数[2]螺旋离心泵过流部的轴面几何形状如图4
8、所图1圆锥面螺线[3,4]示,主要叶轮结构参数有:叶轮进口直径D1,叶1.2曲面圆台面螺线轮出口最大外径D2max,叶轮轴向长度L,叶轮出口宽如图2所示,螺旋线
