混流泵的作用

 

混流泵是一種比轉(zhuǎn)速較高的泵型，普遍運用于農(nóng)田澆灌，防澇排洪，污水解決，電站冷卻體系等范疇。在大流量，低揚程的運用處所下，軸流泵揚程，流質(zhì)變更規(guī)模小，高效區(qū)窄，抗汽蝕性能差，運用混流泵替代軸流泵，可以在施展軸流泵長處的基本上彌補這些缺陷，從而獲得更好的運用后果。 

高比轉(zhuǎn)速混流泵的設(shè)計方法 

軸面活動盤算 

采取流線迭代法求解軸面活動。流線迭代法基于沿恣意準正交線的軸面速度梯度方程和流體靜止的延續(xù)方程，依據(jù)各子流道流量相等的準則，迭代求解沿準正交線的軸面速度梯度方程即可得到軸面流網(wǎng)。通過流線迭代法，在肯定軸面流道輪廓之后，可以通過所需時光很短的迭代盤算歷程得到準確的軸面流網(wǎng)。圖1是流網(wǎng)所對應(yīng)的軸面速度沿軸面流線的散布

過流斷面檢討 

轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的作內(nèi)切圓方法來近似盤算過流斷面面積的方法，運用流線迭代法的特征，運用了另外一種簡便的方法來盤算過流斷面面積。 

圖2。 過流斷面造成線確實定

在軸面活動盤算中，準正交線與軸面流線造成的軸面流網(wǎng)已經(jīng)肯定，軸面流線在各個網(wǎng)格點上的斜率都已盤算得到，依據(jù)這些初始數(shù)據(jù)，軸面流線上恣意一點的斜率都可以通過插值方法進行盤算，斟酌到過流斷面造成線與軸面流線垂直的特征，由此可肯定經(jīng)過該點的過流斷面造成線在該點的斜率。作初始過流斷面造成線，并調(diào)劑造成線與軸面流線的交點地位，直至滿意垂直關(guān)系為止，由此可肯定過流斷面造成線的外形以及地位，如圖2所示。而后運用數(shù)值積分就可以準確盤算過流斷面面積。過流斷面面積變更法則如圖4所示。這種改良的方法具備面積盤算精度高和少量增加修正任務(wù)量的長處。 

 

葉輪的設(shè)計采取葉片骨線微分方程： 

式中 Cn —質(zhì)點相對速度的周向重量 

ω—葉輪角速度 

軸面活動盤算后，軸面速度Cm 和點對應(yīng)的半徑r已知，角速度ω給定，所以只有給出速度矩Cnr沿軸面流線的散布法則就可以通過積分式（1）得到葉片的包角，進而得到葉片軸面截線。因為采取Ωu=0的二元實踐，沿同一軸面截線上速度矩等于常數(shù)，因而只有給定任一軸面流線上的速度矩散布法則即可，個別給定沿輪緣邊即可。 

 

導葉的設(shè)計采取葉片骨線微分方程： 

須要給定葉片安置角α沿一切軸面流線的散布法則后通過積分式（2）得到葉片的包角，進而得到葉片軸面截線。葉輪葉片和導葉葉片的軸面截線如圖4所示。 

 

葉片加厚和修圓 

加厚和修圓均在保角變換立體內(nèi)進行。其基本方法是：將流面內(nèi)的空間流線保角變換到圓柱開展面上，在圓柱開展面內(nèi)將葉片骨線單邊加厚，得到葉片反面流線開展線，再將其按等包角取點并轉(zhuǎn)換到軸面投影圖上，潤滑銜接同名點則為葉片反面軸面截線，如圖3中虛線所示；同時在圓柱開展面內(nèi)進行葉片頭部及尾部修圓，再將圓柱開展面上圓頭的各個坐標點轉(zhuǎn)換到流面上的空間點，從而實現(xiàn)葉片的頭部及尾部的修圓任務(wù)。修圓后的葉片頭部三維外型如圖5所示。 

圖5。 葉片頭部三維外型

葉輪的優(yōu)化 

以葉輪的效力最大為宗旨函數(shù)，采取遺傳算法搜尋最優(yōu)速度矩散布法則，從而得到實踐上性能較好的葉輪。遺傳算法優(yōu)化歷程簡樸而快捷，并且搜尋出的解個別在最長處或許最長處左近，它轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的人工重復(fù)修正和設(shè)計的歷程，進步了設(shè)計的效力。 

木模圖繪制及三維外型 

遵照葉片任務(wù)面和反面的軸面截線數(shù)據(jù)，給定木模截線地位，盤算木模圖數(shù)據(jù)，繪制木模圖，并依據(jù)軸面截線數(shù)據(jù)，進行設(shè)計后果的三維外型。 

 

水力設(shè)計順序的開發(fā) 

基于上面介紹的設(shè)計方法，運用Fortran言語研制開發(fā)了一整套實用于高比轉(zhuǎn)速混流泵水力設(shè)計的軟件包，目標是為了實現(xiàn)全程盤算機設(shè)計，進步設(shè)計盤算的精度和任務(wù)效力，下降人為經(jīng)歷因素在設(shè)計歷程中的影響，并且由該順序盤算得到的葉片外表潤滑，葉片外表數(shù)據(jù)完全，便于數(shù)控機床加工制作，為系列高比轉(zhuǎn)速混流泵的研發(fā)供給了一個平臺。 

順序的功用 

依據(jù)設(shè)計參數(shù)與設(shè)計請求盤算葉輪的重要參數(shù)，肯定軸面流道外形。 

進行軸面活動盤算，輸入葉輪和導葉的軸面投影圖，生成軸面流網(wǎng)，檢討軸面流道過流面積變更法則。 

采取遺傳算法優(yōu)化速度矩沿軸面流線的散布法則，肯定葉片骨線外形，輸入葉片軸面截線圖。 

加厚葉片，修圓葉片頭部，尾部，輸入葉片加厚之后的軸面截線圖，木模圖以及葉片頭部和尾部修圓后的泵三維外型圖。 

 

1） 構(gòu)造清楚。遵照設(shè)計的重要步驟，各個功用模塊都以子順序的情勢編寫。同時，罕用的算法也運用子順序編寫。這樣各個設(shè)計步驟具備很高的獨立性，便于用戶的瀏覽，而且順序涌現(xiàn)同伴時也可以很快地定位發(fā)明同伴的地位。 

2） 設(shè)計的步驟靈巧。通常狀況下，一個完全的設(shè)計歷程是從肯定葉輪基本幾何參數(shù)，生成初始數(shù)據(jù)開端的，因為順序中各個功用模塊之間具備較高的獨立性，用戶可以從任何一個步驟開端進行設(shè)計。 

3） 數(shù)據(jù)傳遞方法多樣。主順序與子順序之間，各個子順序之間的數(shù)據(jù)傳遞方法采取虛實參數(shù)聯(lián)合，公用區(qū)以及數(shù)據(jù)文件來實現(xiàn)。將這三種數(shù)據(jù)替換方法進行組合是為了實現(xiàn)順序的靈巧調(diào)用，滿意不同用戶的請求。 

4） 人機交互性好。葉輪的全部設(shè)計歷程十分靈巧。在設(shè)計歷程中，用戶可與順序進行對比充足的交互，順序可以對一些系數(shù)的抉擇進行提醒，可按默許值或按用戶給定的經(jīng)歷值進行盤算，假如用戶對默許的盤算后果不滿意，可以即時修正。假如積分得到的葉片包角不適宜，用戶可即時修轉(zhuǎn)變更法則或許修正其余參數(shù)（如出口邊的地位等等）以獲得滿意的后果。 

5） 順序可讀性好。在順序中，對各個步驟，盤算時采取的算法，子順序的功用，變量的意義等都進行了具體的解釋，便于用戶的瀏覽，運用和保護。此外，順序在運行涌現(xiàn)同伴時，同伴信息會反應(yīng)給用戶，提醒用戶應(yīng)修正的重要內(nèi)容。