梯形断面蜗壳式离心泵作透平叶轮的设计与试验

• 作者: 刘莹莹 孔繁余 杨孙圣 王桃 陈凯
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 泵 叶轮 泵作透平 梯形断面蜗壳 叶片安放角 数值模拟
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 交叉与前沿
• 页码范围: 202-210
• 页数: 9页
• 分类号: TG156
• 字数: 4984字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2018.10.202

摘要

为提高非圆形断面蜗壳式离心泵作透平的效率,以一比转速为193的梯形断面螺旋形蜗壳式离心泵为原型,设计了适应此类泵作透平运行的透平专用叶轮.根据原型泵梯形断面蜗壳几何参数,依据面积相等的原则,推导梯形断面几何参数与当量圆断面半径的换算关系式;依据等速度矩定律确定叶轮进口速度矩,推导出叶片进口安放角与设计流量的关系表达式;对于叶片进口较宽的情况,在轴面投影图中划分三条流线,分别计算三条流线与叶片出口边交点处的出口安放角;基于ANSYS BladeGen与NX软件建立新叶轮的三维模型,制作试验叶轮,开展外特性试验,并进行数值模拟分析.结果表明:新叶轮将透平最高效率由71.9％提高到了77.3％,较原型叶轮透平最高效率提高了7.5％,且新叶轮在75～130m3/h的流量区间均能高于72％的效率运行,效率曲线较平坦,高效区运行范围宽.数值计算结果分析表明新叶轮进口能较好地适应螺旋形蜗壳的出流;从叶片进口到叶片出口,液体压能得以较均匀地转换,叶轮内的水力损失较原型泵叶轮内部显著减小.透平试验高效点与给定的设计流量一致,验证了该文提出的透平叶轮设计理论和方法是合理可行的.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨孙圣	江苏大学流体机械工程技术研究中心	28	476	14.0	21.0
2	孔繁余	江苏大学流体机械工程技术研究中心	133	1841	25.0	35.0
3	王桃	西华大学流体及动力机械教育部重点实验室	33	283	9.0	16.0
5	陈凯	江苏大学流体机械工程技术研究中心	16	102	7.0	9.0
8	刘莹莹	江苏大学流体机械工程技术研究中心	9	40	3.0	6.0