專利名稱：一種鍋爐給水泵葉片徑向結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及水泵處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種有效降低葉片流道內(nèi)的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能的鍋爐給水泵葉片徑向結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
葉輪是泵重要的過流和做功部件，其葉輪的軸面、葉片形狀對泵的性能影響較大。葉片厚度是決定泵性能的主要因素之一，其葉片厚度的設(shè)計直接影響水泵的性能。計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展為離心泵設(shè)計研究帶來了理想的手段。CFX軟件在離心泵設(shè)計工作中的應用，對離心泵設(shè)計水平的提高有著非常重要的意義，為離心泵的研發(fā)工作 帶來了良好的前景。目前，鍋爐給水泵的研發(fā)技術(shù)正在從傳統(tǒng)的“相似設(shè)計一試制一試驗一改進”的低效率反復手工過程向“數(shù)值計算——數(shù)值優(yōu)化設(shè)計——試制——試驗驗證”的全過程的數(shù)值優(yōu)化設(shè)計過渡，權(quán)利人利用該技術(shù)已經(jīng)成功完成300MW等級、600MW等級鍋爐給水泵的研發(fā)設(shè)計工作。FK6A40型鍋爐給水泵主要應用于1000MW等級超(超)臨界火電發(fā)電機組50%容量鍋爐給水泵，在對其進行研發(fā)設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)葉片徑向厚度分布直接影響葉片與流體的作用面積和泵內(nèi)流場分布，進而影響葉輪水力性能，因此對葉片徑向厚度分布進行優(yōu)化對提升FK6A40型鍋爐給水泵性能至關(guān)重要。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的主要目的在于提供一種有效降低葉片流道內(nèi)的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能的鍋爐給水泵葉片徑向厚度結(jié)構(gòu)。本實用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種鍋爐給水泵葉片徑向結(jié)構(gòu)，包括前蓋板和后蓋板，所述前蓋板和后蓋板之間焊接有與前蓋板和后蓋板均垂直的葉片，所述葉片與前蓋板和后蓋板結(jié)合部位均為葉片根部，葉片根部與前蓋板接觸的面的厚度和葉片根部與后蓋板接觸的面的厚度相等，所述接觸的面與葉片之間呈靠近葉片部分粗、靠近接觸的面部分細的圓臺型。在本實用新型的一個具體實施例子中，所述接觸的面的厚度大于3mm。本實用新型的積極進步效果在于本實用新型提供的鍋爐給水泵葉片徑向結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點I.本實用新型中優(yōu)化的葉片徑向厚度分布具有葉片根部與前后蓋板連接處厚度較薄的特點，這不僅能有效降低葉片流道內(nèi)的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能。2.本實用新型中葉片與前板連接處厚度和葉片與后板連接處厚度互為相等，可以保證流道內(nèi)結(jié)構(gòu)對稱性，防止產(chǎn)生徑向的流體擾動，其最小厚度應大于3mm，旨在保證結(jié)構(gòu)強度和疲勞壽命滿足鍋爐給水泵的設(shè)計要求。3.本實用新型采用葉片根部削薄后再局部倒圓角并控制圓角半徑為4mm,可以避免流道內(nèi)出現(xiàn)尖角，光順流線分布，防止葉片根部產(chǎn)生局部渦結(jié)構(gòu)，從而影響鍋爐給水泵的水力性能和抗氣蝕性能，有效降低泵在運行時噪聲。

圖I是本實用新型中一種基于CFX軟件對FK6A40型鍋爐給水泵葉片的設(shè)計方法流程示意圖。圖2是本實用新型葉片徑向厚度優(yōu)化前結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型葉片徑向厚度優(yōu)化后結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
·為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。圖3是本實用新型葉片徑向厚度優(yōu)化后結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示本實用新型提供的鍋爐給水泵葉片徑向厚度結(jié)構(gòu)，包括前蓋板2和后蓋板3，前蓋板2和后蓋板3之間焊接有與前蓋板2和后蓋板3均垂直的葉片5,葉片5與前蓋板2和后蓋板3結(jié)合部位均為葉片根部1，葉片根部I與前蓋板2接觸的面的厚度和葉片根部I與后蓋板3接觸的面的厚度相等，接觸的面與葉片5之間呈靠近葉片5部分粗、靠近接觸的面部分細的圓臺型，接觸的面的厚度大于3mm。下面是本實用新型的一個設(shè)計的具體實施例子如圖I所示，本實用新型提供的基于CFX軟件對FK6A40型鍋爐給水泵葉片的設(shè)計方法流程示意圖，步驟如下模型建立使用UG軟件建立FK6A40型鍋爐給水泵整體內(nèi)部流場模型。將UG軟件建立的模型通過中間三維模型格式“stp. ”導出，其包含完整的模型幾何信息。網(wǎng)格方法利用ANSYS-MESH軟件繪制計算網(wǎng)格，整個計算在單級的全流道內(nèi)進行，忽略級間泄露的影響。在葉片近壁面、頭尾緣等流動復雜區(qū)域，對網(wǎng)格局部加密以提高這些區(qū)域內(nèi)的分辨率。數(shù)值方法CFX求解計算采用標準k- ε湍流模型，壓力和速度的耦合采用SIMPLE算法。壓力方程的離散采用標準格式，動量方程、湍動能和耗散率輸運方程的離散采用二階迎風格式。如圖2所示，普通型離心泵葉片徑向厚度分布方式為等厚分布，但這種葉片徑向厚度分布方式無法滿足FK6A40型鍋爐給水泵的性能設(shè)計要求，因此，通過利用CFX軟件優(yōu)化葉片徑向厚度，如圖3所示，對葉片根部I與前蓋板2和后蓋板3連接處削薄，其最小厚度處4應大于3mm，并保證葉片與前板連接處厚度和葉片與后板連接處厚度互為相等。最后對削薄處局部倒圓角處理，倒圓角半徑取值為4_?？梢栽黾尤~片5和流體的作用面積,優(yōu)化內(nèi)部流場分布，從而進一步提高FK6A40型鍋爐給水泵水力性能。本實用新型中優(yōu)化的葉片徑向厚度分布具有葉片根部與前后蓋板連接處厚度較薄的特點，這不僅能有效降低葉片流道內(nèi)的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能。本實用新型中葉片與前板連接處厚度和葉片與后板連接處厚度互為相等，可以保證流道內(nèi)結(jié)構(gòu)對稱性，防止產(chǎn)生徑向的流體擾動，其最小厚度應大于3mm，旨在保證結(jié)構(gòu)強度和疲勞壽命滿足FK6A40型鍋爐給水泵的設(shè)計要求。本實用新型采用葉片根部削薄后再局部倒圓角并控制圓角半徑為4mm,可以避免流道內(nèi)出現(xiàn)尖角，光順流線分布，防止葉片根部產(chǎn)生局部渦結(jié)構(gòu)，從而影響FK6A40型鍋爐給水泵的水力性能和抗氣蝕性能，有效降低泵在運行時噪聲。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)，本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。·
權(quán)利要求1.一種鍋爐給水泵葉片徑向結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)包括前蓋板(2)和后蓋板(3),所述前蓋板(2)和后蓋板(3)之間焊接有與前蓋板(2)和后蓋板(3)均垂直的葉片(5),所述葉片(5)與前蓋板(2)和后蓋板(3)結(jié)合部位均為葉片根部(1)，所述葉片根部(I)與前蓋板(2)接觸的面的厚度和葉片根部(I)與后蓋板(3)接觸的面的厚度相等，所述接觸的面與葉片(5)之間呈靠近葉片(5)部分粗、靠近接觸的面部分細的圓臺型。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鍋爐給水泵葉片徑向結(jié)構(gòu)，其特征在于所述接觸的面的厚度大于3_。
專利摘要本實用新型涉及一種鍋爐給水泵葉片徑向結(jié)構(gòu)，包括前蓋板和后蓋板，前蓋板和后蓋板之間焊接有與前蓋板和后蓋板均垂直的葉片，葉片與前蓋板和后蓋板結(jié)合部位均為葉片根部，葉片根部與前蓋板接觸的面的厚度和葉片根部與后蓋板接觸的面的厚度相等，接觸的面與葉片之間呈靠近葉片部分粗、靠近接觸的面部分細的圓臺型，接觸的面的厚度大于3mm。本實用新型不僅能有效降低葉片流道內(nèi)的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能。本實用新型中葉片與前板連接處厚度和葉片與后板連接處厚度互為相等，可以保證流道內(nèi)結(jié)構(gòu)對稱性，防止產(chǎn)生徑向的流體擾動，其最小厚度應大于3mm。
文檔編號F04D29/24GK202707598SQ201220333288
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者鄭昱, 蔡國建, 成曉偉 申請人:上海電力修造總廠有限公司