離心泵水力設(shè)計(jì)

1、離心泵水力設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)及指導(dǎo)書(shū)（一）離心泵水力設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1 設(shè)計(jì)目的 掌握離心式葉輪和進(jìn)、出水室水力設(shè)計(jì)的基本原理和基本方法加深對(duì)課堂知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、水泵改造及科學(xué)研究等方面的工作能力。 2 設(shè)計(jì)參數(shù)及有關(guān)資料（1）泵的設(shè)計(jì)參數(shù)：（可自選一組參數(shù)設(shè)計(jì)，也可參照給出的參數(shù)變更局部參數(shù)設(shè)計(jì)，每個(gè)人必須選擇不同的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)）流量Q( m3/h)揚(yáng)程H( m)轉(zhuǎn)速n (r/min)效率()汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)c1145482900809002140502900829503155552900858504150602900788805160652900758006180702900709207

2、1757529008882086624143 819001.2.3.4.5.6.7.8.（2）工作條件：抽送常溫清水。（3）配用動(dòng)力：用電動(dòng)機(jī)作為工作動(dòng)力。3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容。包括以下幾個(gè)方面：l）、離心泵結(jié)構(gòu)方案的確定。2）、離心泵水力過(guò)流部件（進(jìn)水室、葉輪、壓水室）主要幾何參數(shù)的選擇和計(jì)算。3）、葉輪軸面投影圖的繪制。4）、螺旋形壓水室水力設(shè)計(jì)。（2）要求。包括以下幾個(gè)方面：l）、用速度系數(shù)法和解析計(jì)算法進(jìn)行離心泵水力設(shè)計(jì)。2）、繪出壓水室設(shè)計(jì)圖。3）、編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。 4 設(shè)計(jì)成果要求 （1）計(jì)算說(shuō)明書(shū)應(yīng)做到字跡工整、書(shū)面整潔、層次分明、文理通順。文中所引用的重要公式、

3、論點(diǎn)及結(jié)論均應(yīng)交待依據(jù)。 （2）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中應(yīng)包括計(jì)算、表格和插圖（圖表統(tǒng)一編號(hào)）配以目錄和參考文獻(xiàn)目錄等內(nèi)容統(tǒng)一裝訂成冊(cè)。（3）設(shè)計(jì)圖紙要圖面整潔、尺寸準(zhǔn)確、線條勻稱。（4）手繪一張離心泵的總裝簡(jiǎn)圖，標(biāo)注出主要的零部件的名稱。 （二）離心泵水力設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，參考有關(guān)設(shè)計(jì)資料，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)書(shū)中提出的具體要求。提出以下設(shè)計(jì)步驟，供設(shè)計(jì)者參考。（1）計(jì)算泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns，確定泵的結(jié)構(gòu)方案。公式為 (10-1)式中 Q單吸葉輪泵的流量，m3/s H單級(jí)葉輪泵的揚(yáng)程，m。 （2）確定泵的進(jìn)出口直徑 。吸入口直徑Ds由進(jìn)口流速vt(經(jīng)濟(jì)流速)決定，出口直徑D

4、t按經(jīng)驗(yàn)公式Dt（0.71.0）Ds確定。 Ds、Dt要求按標(biāo)準(zhǔn)直徑選擇。（3）計(jì)算泵的允許汽蝕余量h或允許吸上真空高度Hs公式如下 （102）(一般規(guī)定k=0.3m) （103）（4）泵轉(zhuǎn)速n的確定按滿足汽蝕要求校核轉(zhuǎn)速公式為 （104）所用轉(zhuǎn)速均應(yīng)與電動(dòng)機(jī)檔次一致。（5）計(jì)算泵的軸功率P，確定配套電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及傳動(dòng)方式公式為 （105）配套功率為P（1.11.2）P（kW）（6）估算設(shè)計(jì)泵的效率（v、h、m和）總效率應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。（7）計(jì)算泵軸的最小直徑dmin。，并圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑、公式為 （106） （8）確定葉輪的穿孔直徑dB。（9）確定輪轂直徑dh，畫(huà)出泵軸草圖，校核輪轂強(qiáng)度

5、（鍵槽處輪轂的最小壁厚min >45mm）（10）確定葉輪進(jìn)口直徑D0?？捎扇~輪進(jìn)口的速度系數(shù)Kv0。，求出葉輪進(jìn)口流速v0。即 （107） 再由葉輪進(jìn)口流速v0求得葉輪進(jìn)口直徑D0，即 （108） 也可先計(jì)算出葉輪進(jìn)口的折引直徑D，即 (109)再由折引直徑D計(jì)算出進(jìn)口直徑D0，即； （1010）（11）初定葉片出口安裝角2（或出口直徑D2）。如先定2時(shí)，一般可取220º30º（與ns有關(guān)），以后精算D2。如先定D2，則可用式（1011）先估算D2，即 （1011）式中，；為圓周速度系數(shù)?；蛴孟铝薪y(tǒng)計(jì)公式粗估D2，即 （1012）或 （1013）（12）確定葉輪出口

6、寬度b2。按統(tǒng)計(jì)公式（1014）計(jì)算，即 （1014） （13）選定葉片數(shù)z。當(dāng)ns60120時(shí)，z67。（14）確定葉片厚度?？捎媒?jīng)驗(yàn)公式（1015）估算，即 （mm） （1015）式中，H為泵的揚(yáng)程（m）；D2為葉輪外直徑（m）；A為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與和材料有關(guān)，見(jiàn)表101。表101 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)A選擇表60708090130190280鑄鐵、銅3.23.54.04.56710鋼3.43.23.43.5568（15）確定葉片包角。 90°<<120°（與成反比）。（16）精算葉輪外徑D2（或2），公式及算法見(jiàn)第五章式（56）、式（57）等有關(guān)內(nèi)容。 根據(jù)以上思路計(jì)算確

7、定的各個(gè)參數(shù)，由于引入了不少經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，在一般情況下應(yīng)是可靠的，但又有較大的近似性和靈活性，所以計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)，有時(shí)要用幾種方法來(lái)驗(yàn)證，有的則可從不同的角度去推求。某些參數(shù)的選定，在很大程度上取決于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和水平，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要反復(fù)推敲。（17）繪制葉輪軸面流道投影圖。參照同比轉(zhuǎn)數(shù)泵，擬定葉輪前后蓋板輪廓線（蓋板傾角、轉(zhuǎn)彎、半徑等）。（18）檢查軸面流道過(guò)水?dāng)嗝娴拿娣e變化是否合理、具體做法如下。l）在軸面流道投影圖內(nèi)，作若干內(nèi)切圓，流道轉(zhuǎn)彎處要求適當(dāng)加密。2）按圖101的作法作出過(guò)水?dāng)嗝嫘纬删€，求出各內(nèi)切圓中心的軸面液流過(guò)水?dāng)嗝娴拿娣efi，公式為計(jì)算可從進(jìn)口斷面開(kāi)始，按斷面編號(hào)列表進(jìn)行。3

8、）作過(guò)水?dāng)嗝婷娣e隨流道中線長(zhǎng)度l變化的fil曲線，并檢查其曲線的合理性。（l9）按一元流理論（ribiconst）分流線并作出vmf（S）曲線。（20）確定葉片入口邊位置。葉片進(jìn)口邊的恰當(dāng)位置應(yīng)使葉片進(jìn)口邊與前蓋板的交點(diǎn)A在略大于或等于葉輪吸入口直徑的地方。該交點(diǎn)和進(jìn)口邊與后蓋板的交點(diǎn)B的連線與葉輪軸心線的夾角為，取值一般為：低比轉(zhuǎn)數(shù)泵20°30°；中比轉(zhuǎn)數(shù)泵30°45°；高比轉(zhuǎn)速泵45°60°。如圖102所示。這樣的布置對(duì)于提高泵的效率和吸程是有利的。（21）計(jì)算和確定葉片進(jìn)口安裝角1（用逐次逼近法進(jìn)行）。，先假定k10.840.9

9、5，可求，然后校核k1，要求，加沖角時(shí)，應(yīng)注意：。 （22）用保角變換法進(jìn)行葉片繪型。步驟如下。 l）軸面流線分段。 2）在方格網(wǎng)上畫(huà)展開(kāi)流線。 3）繪制軸面截線。4）在軸面圖上對(duì)葉片加厚。5）畫(huà)葉片剪裁圖。6）檢查流道水力性能（作wl、vurl曲線）。（23）螺旋形壓水室水力力設(shè)計(jì)要點(diǎn)。具體如下。l）根據(jù)螺旋形壓水室的基本方程式用速度系數(shù)法求作壓水室各過(guò)流斷面，即 （1017）（查有關(guān)曲線） （1018） 2）繪制螺旋形壓水室平面圖。畫(huà)出壓水室基圓和斷面安裝角射線；計(jì)算并畫(huà)出螺旋角3（）。將各過(guò)流斷面內(nèi)壁與分型面的交點(diǎn)投影到平面圖上（用分規(guī)）；作壓水室螺旋線；作擴(kuò)散管。參考資料：1. 水泵及水泵站習(xí)題實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) （中國(guó)數(shù)字圖書(shū)館有電子版）2. 泵的理論與設(shè)計(jì) 關(guān)醒凡 機(jī)械工業(yè)出版社 T414/19（中國(guó)數(shù)字圖書(shū)館有電子版）3. 現(xiàn)代泵技術(shù)手冊(cè) 關(guān)醒凡