【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体机械领域，特别涉及一种低振动噪声的双吸叶轮结构及其优化设计方法。
技术介绍
1、离心泵被广泛应用于化工、机械、交通等行业，而随着工业的发展，对离心泵振动噪声的要求越来越高。要实现离心泵低振动噪声的目标，必须深入分析离心泵振动噪声的产生机理，以便在设计离心泵过程中可以有效地采取相关措施进行控制。因此研究离心泵的振动噪声机理、影响因素及优化控制措施，对于掌握离心泵的振动噪声特性、降低离心泵的振动噪声、减少对周围环境及人员设备的影响，具有非常重要的意义。
2、离心泵产生振动噪声的主要原因有机械、结构以及水利方面的原因。而对于机械和结构方面的原因，在设计阶段以及生产装配过程中可以避免或者减少。对于水力原因，主要是流体在流道中的不稳定流动、流体流动过程中产生的汽蚀以及压力脉动等造成水力振动。叶轮-隔舌动静干涉的外在表现为压力脉动能量的周期性波动。袁建平对离心泵内压力脉动特性进行数值计算分析，呈现不同工况下叶频处压力脉动幅值沿叶轮出口的周向分布的特性。王福军等基于les数值计算方法对离心泵内部流动进行了非稳态模拟，指出在动静干涉作用下，压力脉动信号呈周期性变化，且叶频处的幅值远大于其他频率处，认为叶频是在水力机械压力脉动频谱中的主要特征频率。张宁等对小流量工况下泵内压力脉动进行预测，发现旋转失速对非稳态压力信号有显著影响，压力频谱中存在大量低频杂乱信号，小流量工况下叶频幅值大幅上升。因此在当前的水泵研发中，水力方面的原因是离心泵振动的主要原因，压力脉动是水力方面引起水泵振动的主要原因之一，而引起水泵压力脉动的主
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种低振动噪声的双吸叶轮结构及其优化设计方法，通过将双吸叶轮整体的周向出口变为由两侧叶轮出口流道交替布置，减少叶轮出流与隔舌的干涉能量，对离心泵内部动静干涉进行抑制，进一步提高离心泵的性能和减振降噪性能，使离心泵能够适应更为复杂的工作环境。
2、本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
3、一种低振动噪声的双吸叶轮结构，包括前侧盖板、后侧盖板、轮毂、前侧叶片和后侧叶片，若干所述前侧叶片分布在一侧轮毂与前盖板之间，并形成前叶轮流道；若干所述后侧叶片分布在另一侧轮毂与后侧盖板之间，并形成后叶轮流道；所述前侧叶片与后侧叶片错列布置；所述双吸叶轮的周向出口由前叶轮流道出口和后叶轮流道出口交替分布，其中前叶轮流道出口处被后侧叶片切分，后叶轮流道出口处被前侧叶片切分。
4、进一步，所述前侧叶片和后侧叶片的叶片数相同，且前侧叶片与后侧叶片错列一个相位角布置，所述相位角＝180°/z，z为前侧叶片的叶片数。
5、一种低振动噪声的双吸叶轮结构的优化设计方法，包括如下步骤：
6、根据比转速确定前侧叶片的叶片数；根据设计流量和设计转速确定单侧叶轮出口宽度b2，从而确定单侧叶轮；
7、确定单侧叶轮后，计算双吸叶轮出口宽度b2，其中b2＝ab2，a为经验系数，由比转速确定；
8、对双吸叶轮设计：将单侧叶轮后盖板流线出口点作为双吸叶轮出口中点，将出口宽度设置为b2，对后盖板流线进行调整，保证叶轮流道过流面积有单调递增趋势；将调整后的叶轮作为单侧叶轮，基于中心线进行镜像并错列，错列相位角为α＝180/z，使双吸叶轮出口由两侧叶轮出口流道交替分布；
9、对双吸叶轮三维建模和cfd分析，当仿真计算的扬程超过设定范围时，减少叶轮直径或减小叶轮出口安放角或减小叶轮出口宽度；当仿真计算的效率小于设定范围时，改变包角或叶片进出口安放角、或者改变叶轮候补面积。
10、进一步，根据比转速确定前侧叶片的叶片数，具体为：
11、当30≤ns＜60时，z:6～8；
12、当60≤ns＜180时，z:4～7；
13、当180≤ns≤280时，z:3～4。
14、进一步，经验系数a由比转速确定，具体为：
15、当30≤ns＜60时，1.6<a<1.9；
16、当60≤ns＜180时，1.86<a<2.2；
17、当180≤ns≤280时，1.8<a<2.4。
18、本专利技术的有益效果在于：
19、1.本专利技术所述的低振动噪声的双吸叶轮结构及其优化设计方法，通过将双吸叶轮出口周向由两侧叶轮出口流道交替布置，减少叶轮出流与隔舌的干涉能量，对离心泵内部动静干涉进行抑制。
20、2.本专利技术所述的低振动噪声的双吸叶轮结构及其优化设计方法，提高离心泵的性能和减振降噪性能，使离心泵能够适应更为复杂的工作环境，为离心泵低噪声设计提供参考。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种低振动噪声的双吸叶轮结构，其特征在于，包括前侧盖板(1)、后侧盖板(5)、轮毂(4)、前侧叶片(2)和后侧叶片(3)，若干所述前侧叶片(2)分布在一侧轮毂(4)与前盖板(1)之间，并形成前叶轮流道；若干所述后侧叶片(3)分布在另一侧轮毂(4)与后侧盖板(5)之间，并形成后叶轮流道；所述前侧叶片(2)与后侧叶片(3)错列布置；所述双吸叶轮的周向出口由前叶轮流道出口和后叶轮流道出口交替分布，其中前叶轮流道出口处被后侧叶片(3)切分，后叶轮流道出口处被前侧叶片(2)切分。
2.根据权利要求1所述的低振动噪声的双吸叶轮结构，其特征在于，所述前侧叶片(2)和后侧叶片(3)的叶片数相同，且前侧叶片(2)与后侧叶片(3)错列一个相位角布置，所述相位角＝180°/Z，Z为前侧叶片(2)的叶片数。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述的低振动噪声的双吸叶轮结构的优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的低振动噪声的双吸叶轮结构的优化设计方法，其特征在于，根据比转速确定前侧叶片(2)的叶片数，具体为：
5.根据权利要求3
...【技术特征摘要】
1.一种低振动噪声的双吸叶轮结构，其特征在于，包括前侧盖板(1)、后侧盖板(5)、轮毂(4)、前侧叶片(2)和后侧叶片(3)，若干所述前侧叶片(2)分布在一侧轮毂(4)与前盖板(1)之间，并形成前叶轮流道；若干所述后侧叶片(3)分布在另一侧轮毂(4)与后侧盖板(5)之间，并形成后叶轮流道；所述前侧叶片(2)与后侧叶片(3)错列布置；所述双吸叶轮的周向出口由前叶轮流道出口和后叶轮流道出口交替分布，其中前叶轮流道出口处被后侧叶片(3)切分，后叶轮流道出口处被前侧叶片(2)切分。
2.根据权利要求1所述的低振动噪声的双吸叶轮结构，...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。