本發明專利技術涉及流體機械領域，特指一種離心泵，其特征在于：在前泵蓋和葉輪前蓋板之間設有改善前腔內流動特性的前葉片。葉輪出口的流體經由前腔與蝸殼進口交界處進入至前葉片內，該部分流體的渦流強度由于前葉片的作用而減弱，能量損失減小，效率增大，且因前葉片使流體通過其后能量降低而與葉輪進口低能量流體混合產生的擾動減弱，改善了葉輪入流條件。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術專利涉及流體機械領域，特指一種離心栗，通過在前栗蓋與葉輪前蓋板之間增設前葉片從而改善腔體內流體流動特性。
技術介紹
栗廣泛用于農業、化工、航天、航海、食品加工以及電力等領域，則栗的性能的提高是具有重要的社會價值的；栗內葉輪、蝸殼等過流部件的流動特性是人們廣為關注的重點，而其栗體與葉輪之間的腔體內的流動特性則關注有限，尤其前腔與葉輪進口、出口相通，直接影響著葉輪的工作條件，通過其泄漏的流體不僅會產生容積損失，更會因與進口流體混合而產生能量損失，因此改善前腔內的流動特性具有非常重大的社會意義。傳統的設計過程中并不涉及到前腔內的流動，使得流體從葉輪出口高壓側流向前腔，經由口環而到葉輪進口低壓側，由于前期內與葉輪前蓋板接觸的流體會因前蓋板的旋轉而產生離心力，而與前栗蓋接觸的流體因其靜止而受到葉輪進出口的壓力梯度的影響，所以前腔內部會產生軸向和縱向的旋渦，這會將流體流動激勵的力傳遞到葉輪上，使葉輪受力增大，受力同時沿著周向分布不均勻，從而增加了軸功，使葉輪受到周期性不均布的徑向力和軸向力。潘中永等學者為研究泄漏流對離心栗轉子振動特性的影響，以及計算由于離心栗前腔泄漏流作用在蓋板上的不對稱壓力形成的渦動力，建立了離心栗前腔泄漏流模型，提出了一種研究離心栗前腔泄漏流誘導產生渦動力的數值計算方法；王秀勇等人提出，栗腔內的流場分布具有非軸對稱性，其流場結構比由轉子-定子組成的封閉殼體內的流場結構復雜得多，但二者的速度場沿軸向的變化規律相似；司喬瑞等人經研究發現，空化造成栗腔內壓力脈動的幅值增大，由于前口環的存在，其前栗腔內的壓力脈動幅值大于后栗腔；空化的加劇造成栗腔內寬頻脈動的增加，以軸頻最為明顯。綜上所述，目前的研究并未涉及到改善前腔內部的流動特性，本專利技術提出了在栗前腔內增加前葉片的方式來改善其內部的流動特性，對傳統的設計進行了填補，是一種新的關于栗前腔的設計方式。
技術實現思路
為改善栗前蓋與葉輪前蓋板之間腔體內流體流動特性，并降低能量損失提高效率，本專利技術超越傳統設計，將葉片放置于前腔中，提出了一種以環列葉片改善前腔內流動特性的前葉片。—種離心栗，包括前栗蓋和葉輪前蓋板，其特征在于:在前栗蓋和葉輪前蓋板之間設有改善前腔內流動特性的前葉片。進一步地，前葉片固定在前栗蓋的內壁。進一步地，前葉片以環列的形式固定在前栗蓋的內壁。進一步地，前葉片個數為Z,推薦葉片個數Z為10~14片；前葉片的葉緣與葉輪前蓋板之間的距離為τ，τ的取值與前腔的軸向寬度b有關，推薦τ= (0.1~0.2) Xb ;每相鄰兩前葉片之間的角度為Φ，為360° /Z ;前葉片進口直徑為Dbl，出口直徑為Db2，Dbl=(0.95-1) XD2，D2為葉輪出口直徑，Db2= (1.1-1.3) XDs，Ds為葉輪進口直徑；前葉片的長度為λ，為λ = (Dbl-Db2)/2 ;前葉片的厚度為δ，δ = (0.8-1.2) X σ , σ為葉輪葉片出口圓周厚度。本專利技術的優點是:葉輪出口的流體經由前腔與蝸殼進口交界處進入至前葉片內，而使得該部分流體的渦流強度由于前葉片的作用而減弱，從而使能量損失減小，使效率增大。并且因前葉片使流體通過其后能量降低，而與葉輪進口處的低能量流體混合而產生的擾動減弱，改善了葉輪入流條件和葉輪的工作條件。【附圖說明】下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。圖1是本專利技術的裝配圖的子午截面示意圖。其中，I 前栗蓋；2 前蓋板。圖2是本專利技術的蝸殼軸截面不意圖，視圖是由栗后蓋向進口觀察。【具體實施方式】本專利技術以離心栗為例，在蝸殼前栗蓋內側設置12片環列葉片，如圖2所示。每相鄰兩個前葉片之間的角度Φ由葉片個數Z決定，為360° /Ζ，本例中Z為12片，則Φ=30° ;前葉片的進口直徑Dbl根據公式Dbl= (0.95-1) XD2，由葉輪外徑D2決定，本例中D2=240mm，Dbl=228 mm，前葉片的出口直徑Db2由D b2= (1.1~1.3) XDs決定，Ds為葉輪進口直徑，本例中Db2=140 mm。如圖1所示，前葉片出口直徑位于口環上方，前腔子午截面快速收縮段；前葉片的長度λ = (Dbl-Db2)/2，本例中λ =44 mm。前葉片的高度因前腔的幾何結構的改變而變化，其葉緣與葉輪前蓋板之間的間隙τ取定值，根據公式τ = (0.1~0.2) Xb來確定，b為前腔的各個位置處的軸向寬度，本例中τ=1.2 mm;前葉片的厚度δ由葉輪葉片的出口圓周厚度σ決定，其公式為δ = (0.8-1.2) X σ，本例中δ =3.5 mm。當葉輪運轉時，其出口的高能量流體會通過前腔經由口環進入葉輪進口，與葉輪進口的低能量流體混合，對葉輪入流產生擾動，該過程中不僅存在容積損失，還存在水里損失；本專利技術中，在前腔內部設置的前葉片使得進入前腔的流體的流動受阻，減少前腔內軸向旋渦的產生，抑制流體在前腔內部產生的徑向力和軸向力，回收泄漏流體的能量，從而降低泄漏流體的能量，使其與葉輪進口處的低能量流體混合時產生的擾動減弱，損失降低。本例通過三維造型軟件進行造型，并通過ICEM進行六面體結構網格劃分，再經CFD平臺進行數值模擬，采用基于k-印silon的RNG湍流模型，SIMPLE算法；得到結果:相比傳統設計的離心栗，具有本
技術實現思路
中涉及到的前葉片的離心栗其最高效率點提升了1.5%，且在葉輪的進、出口部位的壓力脈動幅值降低了 10%，故本專利技術在提高離心栗效率，改善離心栗運行性能方面具有良好的效果。【主權項】1.一種離心栗，包括前栗蓋和葉輪前蓋板，其特征在于:在前栗蓋和葉輪前蓋板之間設有改善前腔內流動特性的前葉片。2.如權利要求1所述的一種離心栗，其特征在于:前葉片固定在前栗蓋的內壁。3.如權利要求2所述的一種離心栗，其特征在于:前葉片以環列的形式固定在前栗蓋的內壁。4.如權利要求1、2或3所述的一種離心栗，其特征在于:前葉片個數為Z，推薦葉片個數Z為10~14片；前葉片的葉緣與葉輪前蓋板之間的距離為τ，τ的取值與前腔的軸向寬度b有關，推薦τ= (0.1-0.2) Xb ;每相鄰兩前葉片之間的角度為Φ，為360° /Z ;前葉片進口直徑為Dbl，出口直徑為Db2，Dbl= (0.95-1) XD2，D2為葉輪出口直徑，Db2=(1.1~1.3) XDs，Ds為葉輪進口直徑；前葉片的長度為λ，為λ= (Dbl-Db2)/2 ;前葉片的厚度為δ，δ = (0.8-1.2) X σ，σ為葉輪葉片出口圓周厚度。【專利摘要】本專利技術涉及流體機械領域，特指一種離心泵，其特征在于：在前泵蓋和葉輪前蓋板之間設有改善前腔內流動特性的前葉片。葉輪出口的流體經由前腔與蝸殼進口交界處進入至前葉片內，該部分流體的渦流強度由于前葉片的作用而減弱，能量損失減小，效率增大，且因前葉片使流體通過其后能量降低而與葉輪進口低能量流體混合產生的擾動減弱，改善了葉輪入流條件。【IPC分類】F04D29/24【公開號】CN105201903【申請號】CN201510666328【專利技術人】高波, 王震, 張寧, 杜文強 【申請人】江蘇大學【公開日】2015年12月30日【申請日】2015年10月16日本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種離心泵，包括前泵蓋和葉輪前蓋板，其特征在于：在前泵蓋和葉輪前蓋板之間設有改善前腔內流動特性的前葉片。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：高波，王震，張寧，杜文強，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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