基于比例因子的離心泵圓弧葉片造型研究

嚴俊峰，陳　暉，王文廷（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

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基于比例因子的離心泵圓弧葉片造型研究

嚴俊峰，陳暉，王文廷
（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

針對中低比轉速離心泵，提出了能夠統一各種圓弧葉片造型方法的比例因子法，推導了葉型參數的計算公式，分析了比例因子對葉片安放角、葉片長度等的影響，并采用數值模擬方法對不同比例因子下的泵內流場進行了性能預測。結果表明，不同比例因子下的葉型參數、流動參數及性能參數變化范圍很大。比例因子較小時，節流損失較大，泵揚程較低；比例因子較大時，脫流損失較大，泵效率較低，存在較優的比例因子區間 ［0.15，0.35］，使葉片安放角平滑變化，泵的綜合性能較優，對應的曲率半徑比為1.4～1.9。采用Pfleiderer方法及本文的角度平均法獲得的葉片安放角變化較為平穩，可用于離心泵的初步設計。

離心泵；圓弧葉片造型；比例因子法；葉型參數；性能預測

0　引言

離心泵葉輪結構對泵的性能有密切影響，在小型泵或中低比轉速泵中，由于葉輪水力損失及沖擊損失相對較小［1-2］，因此造型簡單、加工方便、成本較低的圓弧葉片得到了廣泛應用。主要的圓弧葉片造型方法有單圓弧法［2］、雙圓弧法（如Schultz法［3］、Pfleiderer法［4］、中間圓法［5］）、三圓弧法［6］等。由于三圓弧葉型在實際應用中并沒有顯示出比雙圓弧葉型有多大優越性，因此主要圍繞單圓弧法及雙圓弧法開展研究。

在雙圓弧法中，僅根據葉片進出口半徑及安放角無法確定進口段圓弧半徑，為了繪制出完整的兩段圓弧，還需要補充曲率半徑等約束條件，由此產生了不同的造型方法。……