一种轴流泵空间导叶入口安放角设置方法

技术领域

本发明属于轴流泵导叶设计技术领域，具体涉及一种轴流泵空间导叶入口安放角设置方法。

背景技术

目前轴流泵导叶设计，一般采取流线法，流线法采用圆柱无关性假设，对每个圆柱层导叶入口安放角分别求解，以上导叶入口安放角的计算方法有以下缺点：

整个设计基于圆柱无关性这一基本假设，即各个圆柱层面流动状态互不相关，流动过程中无径向流动，但在实际的流动过程中，由于靠近轮缘位置势扬程远远大于靠近轮毂位置势扬程，流道内不可避免地存在明显的径向流动；

不考虑无滑移边界条件，假设各个圆柱面的轴面流速v

计算中，导叶入口圆周速度取v

鉴于此，传统导叶入口安放角计算方法获得的结果与实际值存在较大偏差，进而导致导叶入口处冲击损失增大而降低轴流泵的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴流泵空间导叶入口安放角设置方法，解决现有技术中导叶入口安放角计算方法获得的结果与实际值存在较大偏差，进而导致导叶入口处冲击损失增大而降低轴流泵的效率的技术问题。

本发明提供了一种轴流泵空间导叶入口安放角设置方法，包括以下步骤：

S1.对叶轮流体域进行建模，然后划分网格，再设置边界条件；

S2.计算叶轮出口圆周方向分速度v

S3.分别对不同圆柱面的v

式中，C为圆周长；

S4.又：

式中

S5.根据实际情况计算导叶入口不同圆柱面位置的排挤系数，便可得到相应圆柱面的导叶入口安放角。

进一步的，步骤S1中边界条件包括以下条件，假设条件：定常或非定常，不可压；湍流模型：RNG k-ε；进口：质量流；出口：Opening(自由出流)；壁面：No slip(无滑移)；近壁区：标准壁面函数；

进一步的，所述步骤S2中圆周方向分速度v

本发明的有益效果为：

1.该方法充分考虑各圆柱层面之间的径向流动对流程结构的影响，更加符合实际情况；

2.该方法考虑轮毂和轮缘边界对轴面速度v

3.该方法并不采用经验公式计算叶轮出口圆周方向分速度v

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明叶轮出口圆柱面位置图；

图2为本发明轴流泵结构示意图；

图3为本发明轴流泵结构轮毂到轮缘三个半径不同的圆柱面a、b及c展开图；

图4为本发明导叶入口速度三角形图；

图5为本发明计算域模型图；

图6为本发明网格划分图；

图7为本发明叶轮出口圆周方向分速度分布图；

图8为本发明叶轮出口轴面速度分布图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和展示的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本发明的实施方式提供了一种轴流泵空间导叶入口安放角设置方法，包括以下步骤:

S1.对叶轮流体域进行建模，然后划分网格，再设置边界条件，假设条件：定常或非定常，不可压；湍流模型：RNG k-ε；进口：质量流；出口：Opening(自由出流)；壁面：No slip(无滑移)；近壁区：标准壁面函数；

S2.计算叶轮出口圆周方向分速度v

S3.分别对不同圆柱面的v

式中，C为圆周长；

S4.将上两式带入式

中得导叶入口安放角为：

以上分别取排挤系数

经本设计方法从新设计的轴流泵空间导叶，整泵扬程、效率均得到响应提高，针对本泵效率提高2％。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。