甘肃工业大学学报复合式离心泵叶轮短叶片偏置设计分析齐学义，倪永燕（兰州理工大学流体动力与控制学院，甘肃兰州730050）域为小的原则。依此原则，文中以滑移理论为工具，实例分析计算了短叶片在不同偏置位置时叶轮内部的回流情况，进而得到了离心泵叶轮短叶片应偏置的佳位置。该例的计算结果和从中所得结论与实测数据和结果完全吻合。
离心泵的圆盘损失是影响其效率的一个重要因素，尤其是对低比转速离心泵，影响更大，因为圆盘损失与叶轮外径的5次方成正比，所以，为了提高离心泵的效率，直接的方法之一就是减小叶轮直径D2.但在转速不变的条件下，为了达到规定的扬程D2降低以后，需要选用较大的叶片出口安放角色和足够的叶片数Z.这样就产生了两个问题：一是叶片数较多就会导致进口处严重排挤，并增加了摩擦总面积，从而导致泵性能下降，二是由于叶片出口安放角fc较大，叶轮过流流道扩散严重，进而也将影响泵性能的下降。为解决上述问题，对于低比转速离心泵，目前较好的方案就是设置短叶片。这样即避免了进口处的严重排挤，又解决了流道扩散较大而引起的泵性能下降等问题。但短叶片的布置位置和翼型长度对泵的性能也有较大影响。为探知其究竟，依据本文提出的短叶片偏置设计的原则，采用滑移理论对其进行了分析计算，并与测试结果进行对比等，做了些有益的尝试。
1叶片数的计算与短叶片偏置设计准则的提出bookmark0叶片数的计算是泵叶轮设计的主要内容之一。
因为叶片数太少，会导致流道扩散严重；叶片数太多，会使流道排挤和摩擦损失增加。这里以流道内部不出现负的相对流动速度为依据来确定叶轮的叶片数。由中知：图流道内的平均相对速度可根据速度三角亍计算在上面的推导中，没有考虑叶片进口处吸力面的边界层分离与脱流，以及流体的粘性等因素的影响，因此并不能地反映叶轮流道内完全真实的流动情况，若想较准确地反映出叶轮流道内的实际流动情况，须进行大涡模拟计算，这是本研究内容的后续工作，其计算应用实例见。这里给出的平均相对速度可作为设计的依据，设计时只要保证wp和ws都大于0，就可以防止叶轮流道内的回流和脱流的产生。这样，根据式（6）得到：所以只须保证则假设总叶片数为Z，那么在出口处：参数值。所以由以上两式得到：设计短叶片偏置叶轮的实质是增加叶片数，减少叶片出口处流动法向宽度a，改善叶轮内部流动速度分布并防止回流产生。但根据式（9）计算得到的叶片数太多，这样，既实现不了设置短叶片的初衷，而且在实际生产制造中也很难做到，因此需要对式（9）进行修正：对于低比转速叶轮，一般选取修正系数k=根据上述修正可以看出，在实际中，由于叶轮的叶片数肯定要小于要求的叶片数，因此，在实际叶片流道内部显然是存在回流的。所以，偏置短叶片就是应该使叶轮流道内部产生的回流区域尽量小，这就是本文提出的短叶片偏置设计的准则。
根据以上3式得到：2滑移理论及应用bookmark1根据滑移理论|51，在叶轮一个流道内部形成的环量为设：BP.连同式（11）―并代入式（12），整理得同时有：4丌便。
上述由旋涡形成的速度与贯流相对速度i目叠加就得到了理想条件下的叶轮流道出口边的相对速度。流道内部其它各点的相对速度根据同样的方法进行计算。
3计算算例及分析bookmark3该算例采用中一台泵的实际参数，中有该泵详实的实验数据，便于比较验证。该模型泵下面是根据滑移理论计算所得出的结果及其进行的分析。
为只有3个长叶片叶轮的计算区域的方格网，为3个长叶片、3个短叶片叶轮的计算区域的方格网。
图下，短叶片进口直径为130时，在不同偏置位置下的回流区域面积比。从图中可以看出，在其它条件相同的情况下，当短叶片偏置位置为。
550.65之间时，流动分布是好的。这与的结论基本一致。因此，通常情况下，建议短叶片偏置为距离叶片工作面为0.550.65栅距（长叶片与长叶片之间的栅距）。从中还可以看出，当横坐标为或1时，实际上就是短叶片偏置到叶片工作面上或者背面上的特殊情况，这两种情况的结果是一样的，也就是不存在短叶片的情况。
不同偏置位置时叶轮流道内部负流速区域面积比Fig.5Backflowarearatio是同样工况下，短叶片偏置0. 56时，不同的短叶片进口直径下的回流区域面积比，从图中可以看出，随着短叶片长度的不断增加，回流区域面积比逐渐减少，但在当短叶片的长度大于长叶片长度的一半时，这种改进就变得不是十分明显了。这种情况的物理解释是：对于同一叶轮，就其流道的扩散对泵性能的影响而言，叶轮流道的进口段的扩散程度和影响没有叶轮出口段大，再加之考虑到叶片排挤的影响，通常情况下取短叶片的长度为稍大于长叶片长度的一半即可。由于短叶片进口边的直径不是shingHouse.Allrightsreserved，http://www.cnki.net叶轮进口直径，因此这里得出的结论与的结论是一致的。
不同短叶片长度的叶轮流道内部负流速区域面积比Fig.6Backflowarearatioofimpeller 4结论提出了短叶片偏置的准则，即偏置短叶片的目的就是要使叶轮流道内部的回流区域小。
应用滑移理论对偏置短叶片叶轮内部的回流区域的大小进行了分析。分析表明，当短叶片偏置为距离叶片工作面为0.55~0.65栅距（长叶片与长叶片之间的栅距）、短叶片长度为稍大于长叶片的1/2时效果佳。这里得出的结论与的结致谢：本文得到兰州理工大学学术梯队及特色研究方向的重点资助，在此表示感谢。
