混流泵的作用

混流泵的作用

 

混流泵是一种比转速较高的泵型，普遍运用于农田浇灌，防涝排洪，污水解决，电站冷却体系等范畴。在大流量，低扬程的运用处所下，轴流泵扬程，流质变更规模小，高效区窄，抗汽蚀性能差，运用混流泵替代轴流泵，可以在施展轴流泵长处的基本上弥补这些缺陷，从而获得更好的运用后果。 

高比转速混流泵的设计方法 

轴面活动盘算 

采取流线迭代法求解轴面活动。流线迭代法基于沿恣意准正交线的轴面速度梯度方程和流体静止的延续方程，依据各子流道流量相等的准则，迭代求解沿准正交线的轴面速度梯度方程即可得到轴面流网。通过流线迭代法，在肯定轴面流道轮廓之后，可以通过所需时光很短的迭代盘算历程得到准确的轴面流网。图1是流网所对应的轴面速度沿轴面流线的散布

过流断面检讨 

转变传统的作内切圆方法来近似盘算过流断面面积的方法，运用流线迭代法的特征，运用了另外一种简便的方法来盘算过流断面面积。 

图2。 过流断面造成线确实定

在轴面活动盘算中，准正交线与轴面流线造成的轴面流网已经肯定，轴面流线在各个网格点上的斜率都已盘算得到，依据这些初始数据，轴面流线上恣意一点的斜率都可以通过插值方法进行盘算，斟酌到过流断面造成线与轴面流线垂直的特征，由此可肯定经过该点的过流断面造成线在该点的斜率。作初始过流断面造成线，并调剂造成线与轴面流线的交点地位，直至满意垂直关系为止，由此可肯定过流断面造成线的外形以及地位，如图2所示。而后运用数值积分就可以准确盘算过流断面面积。过流断面面积变更法则如图4所示。这种改良的方法具备面积盘算精度高和少量增加修正任务量的长处。 

 

叶轮的设计采取叶片骨线微分方程： 

式中 Cn —质点相对速度的周向重量 

ω—叶轮角速度 

轴面活动盘算后，轴面速度Cm 和点对应的半径r已知，角速度ω给定，所以只有给出速度矩Cnr沿轴面流线的散布法则就可以通过积分式（1）得到叶片的包角，进而得到叶片轴面截线。因为采取Ωu=0的二元实践，沿同一轴面截线上速度矩等于常数，因而只有给定任一轴面流线上的速度矩散布法则即可，个别给定沿轮缘边即可。 

 

导叶的设计采取叶片骨线微分方程： 

须要给定叶片安置角α沿一切轴面流线的散布法则后通过积分式（2）得到叶片的包角，进而得到叶片轴面截线。叶轮叶片和导叶叶片的轴面截线如图4所示。 

 

叶片加厚和修圆 

加厚和修圆均在保角变换立体内进行。其基本方法是：将流面内的空间流线保角变换到圆柱开展面上，在圆柱开展面内将叶片骨线单边加厚，得到叶片反面流线开展线，再将其按等包角取点并转换到轴面投影图上，润滑衔接同名点则为叶片反面轴面截线，如图3中虚线所示；同时在圆柱开展面内进行叶片头部及尾部修圆，再将圆柱开展面上圆头的各个坐标点转换到流面上的空间点，从而实现叶片的头部及尾部的修圆任务。修圆后的叶片头部三维外型如图5所示。 

图5。 叶片头部三维外型

叶轮的优化 

以叶轮的效力最大为宗旨函数，采取遗传算法搜寻最优速度矩散布法则，从而得到实践上性能较好的叶轮。遗传算法优化历程简朴而快捷，并且搜寻出的解个别在最长处或许最长处左近，它转变了传统的人工重复修正和设计的历程，进步了设计的效力。 

木模图绘制及三维外型 

遵照叶片任务面和反面的轴面截线数据，给定木模截线地位，盘算木模图数据，绘制木模图，并依据轴面截线数据，进行设计后果的三维外型。 

 

水力设计顺序的开发 

基于上面介绍的设计方法，运用Fortran言语研制开发了一整套实用于高比转速混流泵水力设计的软件包，目标是为了实现全程盘算机设计，进步设计盘算的精度和任务效力，下降人为经历因素在设计历程中的影响，并且由该顺序盘算得到的叶片外表润滑，叶片外表数据完全，便于数控机床加工制作，为系列高比转速混流泵的研发供给了一个平台。 

顺序的功用 

依据设计参数与设计请求盘算叶轮的重要参数，肯定轴面流道外形。 

进行轴面活动盘算，输入叶轮和导叶的轴面投影图，生成轴面流网，检讨轴面流道过流面积变更法则。 

采取遗传算法优化速度矩沿轴面流线的散布法则，肯定叶片骨线外形，输入叶片轴面截线图。 

加厚叶片，修圆叶片头部，尾部，输入叶片加厚之后的轴面截线图，木模图以及叶片头部和尾部修圆后的泵三维外型图。 

 

1） 构造清楚。遵照设计的重要步骤，各个功用模块都以子顺序的情势编写。同时，罕用的算法也运用子顺序编写。这样各个设计步骤具备很高的独立性，便于用户的浏览，而且顺序涌现同伴时也可以很快地定位发明同伴的地位。 

2） 设计的步骤灵巧。通常状况下，一个完全的设计历程是从肯定叶轮基本几何参数，生成初始数据开端的，因为顺序中各个功用模块之间具备较高的独立性，用户可以从任何一个步骤开端进行设计。 

3） 数据传递方法多样。主顺序与子顺序之间，各个子顺序之间的数据传递方法采取虚实参数联合，公用区以及数据文件来实现。将这三种数据替换方法进行组合是为了实现顺序的灵巧调用，满意不同用户的请求。 

4） 人机交互性好。叶轮的全部设计历程十分灵巧。在设计历程中，用户可与顺序进行对比充足的交互，顺序可以对一些系数的抉择进行提醒，可按默许值或按用户给定的经历值进行盘算，假如用户对默许的盘算后果不满意，可以即时修正。假如积分得到的叶片包角不适宜，用户可即时修转变更法则或许修正其余参数（如出口边的地位等等）以获得满意的后果。 

5） 顺序可读性好。在顺序中，对各个步骤，盘算时采取的算法，子顺序的功用，变量的意义等都进行了具体的解释，便于用户的浏览，运用和保护。此外，顺序在运行涌现同伴时，同伴信息会反应给用户，提醒用户应修正的重要内容。