Способ профилирования лопатки осевого насоса Советский патент 1989 года по МПК F04D29/24 

1

Изобретение относится к насосо- строению, а именно к способам профилирования лопаток рабочих колес осевых насосов для перекачивания двухфазных сред.

Цель изобретения - повышение КПД насоса при подаче двухфазной рассло- еной смеси.

На фиг. 1 изображена схема насоса; на фиг. 2 - треугольник скоростей на участке обтекания жидкостью; на фиг.3 - то же, на участке обтекания паром.

Способ профилирования лопатки осевого насоса заключается в том, что угол установки 8х изменяют по радиусу от втулки 1 до периферии 2 по закону г tg p вх А. Лопатку выполняют по высоте, состоящей из двух участков 3, 4 - втулочного и периферийного, при этом величину радиуса г гр границы

расположения участков 3, 4 определяют по формуле

где Гцер периферийный радиус колеса;

г8т - радиус втулки колеса;

С1 - скорость жидкости на входе в колесо;

С2 - скорость пара на входе в колесо;

I/ - объемная концентрация паровой фазы в смеси;

п - число оборотов колеса.

t/ - соответНа фиг. 2 и 3 W, , ственно углы атаки жидкости и пара; a wf и w - относительные скорости жидкости и пара.

Профилирование осуществляется следующим образом.

Из предшествующего профилированию расчета известны следующие величины периферийный радиус рабочего колеса насоса (гпер); .окружная скорость рабочего колеса (V) на любом радиусе; скорость потока при входе в лопаточный венец колеса (С) для двухфазного потока - скорость жилкости С , и скорость пара С .j (за исключением весьма редких случаев распределение скорости С по высоте канала или данной зоны считается равномерным); объемная концентрация пара при входе в лопаточный венец (i/). Определяются следующие данные по исходным данным для проектирования насоса:

Расход рабочего тела G WOKCHa режиме максимальной производительности (критический режим);

Температура торможения потока перед насосом Т входа;

Частота вращения ротора п; Относительный радиус втулки рабочего колеса --- (выбирается из

г пер

конструктивных соображений - размещения элементов ходовой части);

Давление при входе в лопаточный венец Р 6Х;

Напор насоса Н; Гидравлический КПД. Для определения скоростей С 1 и С i необходимо решение системы уравнений сохранения - неразрывности, теплосодержания, изоэнтропичности, находятс С .(, С j и удельный расход смеси q. При этом определяют: Площадь проточной части

F

G

q

радиус колеса F

(-EJH-)

г пер

Радиус втулки колеса г вт

вт

Л(р

(iJU)

Г п«р

пер

ТГ- и-г пер .

Окружную скорость на втулке колеса

U

яер

Јл

г пер

10

Угол установки лопатки при входе на периферии

tg (VnepС,

и

лер

Угол установки лопатки при входе на втулке

С2

tg ft

л. вт

U

вт

20

Граничный радиус

т - т

L rp L пер

Относительный средне-геометрический радиус

Осевую скорость на выходе из лопаточного венца колеса

С -

li a

G V3

где V i - удельный объем жидкости; индекс II - сечение на выходе из колеса.

Затем определяют.

Теоретический напор на средне-геометрическом радиусе

Н - J - .

Нт -lr

Угол установки лопатки на выходе из лопаточного венца на среднем радиусе

С8 Р S

пгр

(U

пер

lJЈ г пер

HrtfJ TlWfc1

U ntp rep С Ј«

Угол установки лопатки на выходе из лопаточного венца на периферийном радиусе

Изобретение относится к способам профилирования лопаток насосов, перекачивающих парожидкостные смеси. С целью повышения КПД насоса путем выполнения лопаток, учитывающего гидродинамику газожидкостного потока, лопатку на входе профилируют по закону RTGβ_вх=A. При этом лопатка по высоте имеет два участка - втулочный, через который перекачивается пар, и периферийный - через который подается жидкость. На втулочном участке конденсата A равна 30C₁/φN, на периферийном 30C₂/φN, где C₁ и C₂ - соответственно скорости жидкости и пара на входе в колесо, а радиус R_гр границы двух участков определяется по зависимости, приведенной в описании изобретения. 3 ил.

Окружную скорость на периферии колеса

tg P 0 л П«Р tp, Р О

пер

Г пер

Длину лопаточного венца по существующим рекомендациям

L (1,2 - 1,4) гпер,

Строят скелетную линию на периЛе- рии в виде окружности или параболы с обеспечением найденных углов лопатки. Скелетную линию оформляют профилем требуемой толщины, дают координаты профиля относительно технологической (базовой) плоскости. Эти координаты являются исходными для фрезерования лопатки по винтовой (линейчатой) поверхности, что и обеспечивает указанный закон изменения углов.

Предложенный способ профилирования точнее учитывает гидродинамику двухфазного парожидкостного потока. В связи с этим спроектированная по этому способу лопатка лучше обтекается потоком, что повышает КПД насоса.

Формула изобретения

Способ профилирования лопатки осевого насоса, заключающийся в том, что угол установки на входе /i6x изменяют по радиусу от втулки до периферии

по закону г tf рвх А, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД насоса при подаче расслоенной двухфазной смеси, лопатку выполняют по высоте, состоящей из двух участков - втулочного и периферийного, при этом величину радиуса границы расположения участков определяют по Аормуле

пер

1 () г пер

с,(-1-- О

а константа А на втулочном участке

f-n 30 Ci Yin

равна

на периферийном де г пе - периферийный радиус колеса;

г jT - радиус втулки колесаt С, - скорость жидкости на

входе в колесо; С - скорость пара на входе

в колесо;

if - объемная концентрация паровой фазы в смеси;

п - число оборотов колеса

Фиг.1

Редактор М.Ке. гемеш

Составитель В.Девисипов Техред Л.Сердюкова

Заказ 2522/35

Тираж 523

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Ф1/В.З

Корректор В.Гирняк

Подписное