由于旋涡泵工作原理特殊,内部流动过程复杂,目前尚无精确的理论设计方法,故通常用模型换算法〔与离心泵相同)和经验系数设计法,下面介绍经验系数设计法。
经验系数设计法
(1)给定设计参数
流量Q、扬程H,汽蚀余量NPSHr、介质的温度、重度、黏度等。
(2)选择转速
转速高泵效率高、体积小,但由于转速增高,气液混合很均匀,因而难于分离,影响自吸性能。
(3)计算比转速
旋涡泵比转速的范围为ns=5~40为提高比转速,可设计多级旋涡泵。
(4)结构形式选择
在选择结构形式时,应考虑汽蚀性能,是否自吸和气液混输,采用单级或多级形式等。
(5)叶轮直径D的计算
式中的D对于闭式叶轮为外径;对于开式叶轮为流道重心直径。ψ为扬程系数。 ψ根据图13一12确定,对于开式叶轮,叶轮外径D2(图13-13)按下式计算
当a=0.5b时,IJ2≈D+6;
当a=o.7b 时,D2≈D+0. 6b
式巾D一流道重心直径;
b一叶轮宽度。
图13一12 ψ和ns的关系曲线
图13一13 叶轮尺寸
(6)流道断面积A的计算
流道内液体平均速度υ和圆周速度有关,按下式计算
式中u——叶轮外圆的圆周速度(闭式叶轮);流道重心处的圆周速度(开式叶轮)
Kv--一流道速度系数,闭式叶K= 0. 5~0.6开式叶轮Kv=0. 55~0. 65.
流道断面积A按下式计算
式中A一流道过流断面积(不包括叶轮所占的面积);
ηv—容积效率,ηv=70%~80%,ns小者取小值。
(7)叶轮宽度b的计算
b按下式计算
式中k—叶轮宽度系数,与流道断面形式有关,按表13一1选取。
表13-1 叶轮宽度系数k
(8)流道水力尺寸的确定
通常根据流道断面面积和流道最佳尺寸比值来确定流道各水力尺寸。
①闭式叶轮开式流道水力尺寸
1)梯形流道
如图13一13 (a)所示。c≈0.5b, h≈b, a= (0. 25一0.35) b, R=0.5b, r根据铣刀半径决定。
2)矩形流道
如图13一13 (b)所示c≈(0.4~0.5)b,h=(I. 1~1. 7) b, a=(0. 35~0. 8 )b。
②开式叶轮闭式流道水力尺寸
I)半圆形
如图13_13 (c)所示。c-≈b, h≈2b, a= (0. 5~0. 7) b, e= (0. 3~0. 5) b;
R1 =b, R2 =R3≈b. D2≈D+ h一2a≈D+(1~0.6) b.
2)矩形流道
如图13_13 (d)所示。b/c=1. 07, h=2c,D2.≈D+h, e/h按表13一2选择。
表13-2 e/h和ns的关系
(来源:中国泵阀第一网)
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