旋涡泵的设计与计算方法

由于旋涡泵工作原理特殊，内部流动过程复杂，目前尚无精确的理论设计方法，故通常用模型换算法〔与离心泵相同)和经验系数设计法，下面介绍经验系数设计法。

经验系数设计法

（1）给定设计参数

流量Q、扬程H,汽蚀余量NPSHr、介质的温度、重度、黏度等。

(2)选择转速

转速高泵效率高、体积小，但由于转速增高，气液混合很均匀，因而难于分离，影响自吸性能。

（3)计算比转速

旋涡泵比转速的范围为ns=5~40为提高比转速，可设计多级旋涡泵。

（4）结构形式选择

在选择结构形式时，应考虑汽蚀性能，是否自吸和气液混输，采用单级或多级形式等。

（5)叶轮直径D的计算

   式中的D对于闭式叶轮为外径;对于开式叶轮为流道重心直径。ψ为扬程系数。 ψ根据图13一12确定，对于开式叶轮，叶轮外径D2(图13-13)按下式计算

   当a=0.5b时，IJ2≈D+6;

   当a=o.7b 时，D2≈D＋0. 6b

式巾D一流道重心直径;

     b一叶轮宽度。

图13一12 ψ和ns的关系曲线

图13一13 叶轮尺寸

   (6)流道断面积A的计算

   流道内液体平均速度υ和圆周速度有关，按下式计算

式中u――叶轮外圆的圆周速度(闭式叶轮);流道重心处的圆周速度(开式叶轮)

     Kv--一流道速度系数，闭式叶K= 0. 5~0.6开式叶轮Kv=0. 55~0. 65.

   流道断面积A按下式计算

式中A一流道过流断面积(不包括叶轮所占的面积);

     ηv―容积效率，ηv=70％~80％,ns小者取小值。

   （7)叶轮宽度b的计算

   b按下式计算

  式中k―叶轮宽度系数，与流道断面形式有关，按表13一1选取。

表13-1 叶轮宽度系数k

   (8)流道水力尺寸的确定

   通常根据流道断面面积和流道最佳尺寸比值来确定流道各水力尺寸。

   ①闭式叶轮开式流道水力尺寸

   1)梯形流道

   如图13一13 (a)所示。c≈0.5b, h≈b, a= (0. 25一0.35) b, R=0.5b, r根据铣刀半径决定。

   2)矩形流道

   如图13一13 (b)所示c≈(0.4~0.5)b,h=(I. 1~1. 7) b, a=(0. 35~0. 8 )b。

   ②开式叶轮闭式流道水力尺寸

   I)半圆形

   如图13_13 (c)所示。c-≈b, h≈2b, a= (0. 5~0. 7) b, e= (0. 3~0. 5) b;

   R1 =b, R2 =R3≈b. D2≈D+ h一2a≈D+(1~0.6) b.

   2)矩形流道

   如图13_13 (d)所示。b/c=1. 07, h=2c，D2.≈D+h, e/h按表13一2选择。

表13-2 e/h和ns的关系

(来源：中国泵阀第一网)

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