一種大口徑彎管渣漿循環(huán)泵的水力模型設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種大口徑彎管渣漿循環(huán)泵的水力模型設(shè)計方法，將循環(huán)泵的實際工況點性能參數(shù)、設(shè)計工況點性能參數(shù)、渣漿介質(zhì)特性參數(shù)和其水力模型幾何尺寸參數(shù)之間用新的關(guān)系式聯(lián)系起來，通過循環(huán)泵在輸送渣漿介質(zhì)條件下的實際工況點性能參數(shù)確定其設(shè)計工況點的性能參數(shù)值，并給出循環(huán)泵的主要幾何尺寸參數(shù)葉輪外徑D，葉輪輪轂直徑Dh，循環(huán)泵直管段內(nèi)徑Do，循環(huán)泵直管段長度L0，后置導(dǎo)葉進口邊傾斜角α，后置導(dǎo)葉軸向長度L1和彎管段轉(zhuǎn)彎半徑R2的設(shè)計公式。用本發(fā)明設(shè)計的循環(huán)泵可實現(xiàn)渣漿介質(zhì)的大流量高效輸送，還可提高循環(huán)泵的運行穩(wěn)定性和汽蝕性能，適用于鹽化工、煤炭等領(lǐng)域。
【專利說明】一種大口徑彎管渣漿循環(huán)泵的水力模型設(shè)計方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利涉及一種大口徑彎管渣漿循環(huán)泵的水力模型設(shè)計方法，具體的說，涉 及一種適用于渣漿介質(zhì)大流量、高效、穩(wěn)定輸送要求的循環(huán)泵水力模型設(shè)計方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在鹽化工、煤炭等領(lǐng)域的生產(chǎn)流程中，常采用大口徑彎管渣漿循環(huán)泵機組來輸送 含有大量固體顆粒的渣漿介質(zhì)。目前的大口徑彎管渣漿循環(huán)泵水力模型均采用傳統(tǒng)的模型 換算法進行設(shè)計，該方法是在清水軸流泵水力模型設(shè)計方法基礎(chǔ)上，通過模型換算和葉片 的適當(dāng)加厚設(shè)計完成，其設(shè)計過程未考慮到渣漿介質(zhì)特性參數(shù)對循環(huán)泵實際工況點性能參 數(shù)的影響。因此，使得渣漿循環(huán)泵機組在輸送渣漿介質(zhì)條件下的實際工況點往往偏離其水 力模型的設(shè)計工況點，形成工況偏離的現(xiàn)象，導(dǎo)致循環(huán)泵的效率較低，振動水平較高，葉輪 進口汽蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子部件的穩(wěn)定性也較差，并使得循環(huán)泵的軸封系統(tǒng)容易損壞，上述問 題嚴(yán)重降低了循環(huán)泵機組的可靠性和運行壽命。由于現(xiàn)有的大口徑彎管渣漿循環(huán)泵機組結(jié) 構(gòu)尺寸和配套電機功率都非常大，工況偏離的影響更為明顯，由此所帶來的頻繁檢修費用 和部件損失也非常大。
[0003] 為了使渣漿循環(huán)泵在輸送渣漿介質(zhì)條件下的實際工況點與其設(shè)計工況點重合，避 免工況偏離的出現(xiàn)，提高泵機組的可靠性和穩(wěn)定性，本發(fā)明提出一種基于循環(huán)泵輸送渣漿 介質(zhì)條件下的實際工況點性能參數(shù)進行水力模型設(shè)計的方法。本發(fā)明方法通過將循環(huán)泵的 實際工況點性能參數(shù)、設(shè)計工況點性能參數(shù)、渣漿介質(zhì)特性參數(shù)和其水力模型幾何尺寸參 數(shù)之間用新的關(guān)系式聯(lián)系起來，實現(xiàn)循環(huán)泵的實際工況點與設(shè)計工況點重合的設(shè)計目標(biāo)， 該設(shè)計方法考慮到了渣漿介質(zhì)特性參數(shù)對循環(huán)泵汽蝕余量和葉輪幾何尺寸參數(shù)的影響，改 善了葉輪進口及內(nèi)部的流場分布，提高了葉輪的水力性能和抗汽蝕的能力，循環(huán)泵的穩(wěn)定 性也得到改善。本發(fā)明采用后置導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)對葉輪出口流場進行導(dǎo)流，進一步降低了循環(huán)泵 彎管段的水力損失，提高了循環(huán)泵的效率和輸送能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種新的大口徑彎管渣漿循環(huán)泵水力模型設(shè)計方法，以使 得循環(huán)泵在輸送渣漿介質(zhì)條件下的實際工況點與其設(shè)計工況點重合，提高了葉輪的水力性 能、抗汽蝕特性和運行穩(wěn)定性，從而提高整個循環(huán)泵的可靠性和高效輸送能力。
[0005] 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：
[0006] -種大口徑彎管渣漿循環(huán)泵的水力模型設(shè)計方法，其特征在于：根據(jù)循環(huán)泵在輸 送渣漿介質(zhì)條件下的實際工況點性能參數(shù)確定所述循環(huán)泵設(shè)計工況點的性能參數(shù)，達(dá)到循 環(huán)泵的實際工況點與所述循環(huán)泵設(shè)計工況點重合的設(shè)計目標(biāo)；
[0007] 所述循環(huán)泵的實際工況點性能參數(shù)、設(shè)計工況點性能參數(shù)、渣漿介質(zhì)特性參數(shù)和 其水力模型幾何尺寸參數(shù)之間適合以下關(guān)系：

【權(quán)利要求】
1. 一種大口徑彎管渣漿循環(huán)粟的水力模型設(shè)計方法，其特征在于：根據(jù)循環(huán)粟在輸送 渣漿介質(zhì)條件下的實際工況點性能參數(shù)確定所述循環(huán)粟設(shè)計工況點的性能參數(shù)，達(dá)到循環(huán) 粟的實際工況點與所述循環(huán)粟設(shè)計工況點重合的設(shè)計目標(biāo)； 所述循環(huán)粟的實際工況點性能參數(shù)、設(shè)計工況點性能參數(shù)、渣漿介質(zhì)特性參數(shù)和其水 力模巧幾何尺寸參數(shù)之間適合W下關(guān)系：
式中：H。是循環(huán)粟的設(shè)計工況點揚程，單位是米； Hg是循環(huán)粟在輸送渣漿介質(zhì)條件下的實際工況點揚程，單位是米； C是渣漿中固體顆粒的體積濃度；單位是％ ; P S是固體顆粒密度，單位是千克/立方 米； P。 是渣漿中液體的密度，單位是千克/立方米；P，是渣漿密度，單位是千克/立方米； d。是固體顆粒的當(dāng)量直徑，單位是米；5 m。,是葉片翼型的最大厚度，單位是米； Z是葉輪葉片數(shù)，單位是個；n是葉輪轉(zhuǎn)速，單位是轉(zhuǎn)/分鐘； Q。 是循環(huán)粟的設(shè)計工況點流量，單位是立方米/砂；目。是翼型弦線安放角，單位是度； 目1是翼型進口液流角，單位是度；目2是翼型出口液流角，單位是度； D是葉輪外徑，單位是米；Dh是葉輪輪毅直徑，單位是米； NPSH。是循環(huán)粟的設(shè)計工況點的汽蝕余量，單位是米； NPSHg是循環(huán)粟在輸送渣漿介質(zhì)條件下的實際工況點汽蝕余量，單位是米； V,是渣漿中固體顆粒的臨界沉降速度，單位是米/砂； Pg是循環(huán)粟在輸送渣漿介質(zhì)條件下的實際功率，單位是千瓦； g是重力加速度，單位是米/平方砂；n。是循環(huán)粟的設(shè)計工況點效率，單位是％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑彎管渣漿循環(huán)粟的水力模型設(shè)計方法，其特征在 于：循環(huán)粟的主要幾何尺寸參數(shù)葉輪外徑D，葉輪輪毅直徑Dh,循環(huán)粟直管段內(nèi)徑D。，循環(huán)粟 直管段長度L。，后置導(dǎo)葉進口邊傾斜角a，后置導(dǎo)葉軸向長度Ll和彎管段轉(zhuǎn)彎半徑R,的設(shè) 計公式如下：

Db = kdD Do = k"D L。= 0. 8D。 a = 22。?30。 Li = 0. 3D。 民2 二 I. 2D。 式中；D是葉輪外徑，單位是米；n是葉輪轉(zhuǎn)速，單位是轉(zhuǎn)/分鐘； n,是葉輪比轉(zhuǎn)速；H。是循環(huán)粟的設(shè)計工況點揚程，單位是米； P，是渣漿密度，單位是千克/立方米；Dh是葉輪輪毅直徑，單位是米； kd是修正系數(shù)，kd = 0. 45?0. 55 ;D。是循環(huán)粟直管段內(nèi)徑，單位是米； k。是修正系數(shù)，k。= 1. 02?1. 08 ;L。是循環(huán)粟直管段長度，單位是米； a是后置導(dǎo)葉進口邊傾斜角，單位是度； Li是后置導(dǎo)葉軸向長度，單位是米；Rs是彎管段轉(zhuǎn)彎半徑，單位是米。
【文檔編號】F04D29/18GK104235055SQ201410349756
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】嚴(yán)建華, 歐鳴雄, 盛絳, 滕國榮, 朱連幫 申請人:江蘇雙達(dá)泵閥集團有限公司