离心泵设计教程..doc

离心泵设计教程 NUMPAGES 33 \o Click here to start new design! 　 目 录 TOC \o 1-3 \h \z 第一部分 叶轮水力设计 4 一、概述 4 二、设计题目 4 三、设计计算步骤 4 1.确定泵的进出口直径 4 2.汽蚀计算 5 3.比转数的计算 6 4.效率计算 6 5.确定轴功率 7 6.初步确定叶轮主要尺寸 8 7.精算叶轮外径 9 8.第二次精算叶轮外径 11 9.绘制叶轮轴面投影图 11 10.流线分段 14 11.绘制轴面截线 18 12.叶片加厚 18 13.叶片水力性能校验 19 14.绘制木模图 20 15.完成设计 22 第二部分 压水室水力设计 22 一、压水室的类型和作用原理 22 二、螺旋形压水室的设计 22 三、径向式导叶的设计计算 26 第三部分 平衡盘工作原理设计 28 一、设计步骤 28 二、轴向力的产生 28 三、轴向力平衡 29 四、平衡盘结构 29 五、平衡盘平衡原理 29 六、平衡盘的灵敏度 30 七、平衡盘设计步骤 30 八、平衡盘设计 31 第四部分 附录 33 第一部分 叶轮水力设计 一、概述 叶轮是泵的核心部分。泵的性能、效率、抗汽蚀性能、特性曲线的形状，均与叶轮的水力设计有重要关系。我们将通过一个叶轮设计实例（以方格网保角变换绘型）来学习离心泵叶轮水力设计。 流程图 二、设计题目 设计的第一步就是分析设计题目。通常，提供的设计数据和要求包括： 1.流量Q，单位： 2.扬程H，单位：m 3.转速n，单位：rpm （转/分） 4.效率，要求达到的效率 5.介质：温度、重度、含杂质情况、腐蚀性等 6.装置汽蚀余量：或给定几何吸入高度 7.特性曲线：要求平坦、陡降，允许有驼峰(中高)等 本教程采用的实例如下： 设计参数：Q＝12升／秒=0.012 ； H＝18.5米； n＝2970转／分； ＝5米。 三、设计计算步骤 1.确定泵的进出口直径 泵的进出口如右图所示，不要与叶轮的进出口混淆了。 泵进口直径 结果取标准值75mm； 泵吸入口的流速一般取为3m/s左右。从制造方便考虑，大型泵的流速取大些，以减小泵的体积，提高过流能力。而从提高泵的抗汽蚀性能考虑，应减小吸入流速； 此处下标s表示的是suction（吸入）的意思 泵出口直径 ，故结果取75mm； 出口直径，对于低扬程泵，可取与吸入口径相同。高扬程泵，为减小泵的体积和排出管直径，可小于吸入口径，一般取：；此处下标d表示的是discharge(排出)的意思 泵进口速度 由于进出口直径都取了标准值，所以和都有所变化，需要重新计算。 泵出口速度 进出口直径相同，所以速度也相同， = = 2.7 m/s. 2.汽蚀计算 提高泵的转速受到汽蚀条件的限制，从汽蚀比转数公式可知，转速n和汽蚀基本参数和C有确定的关系。按汽蚀条件确定泵转速的方法，是选择C值，按给定的装置汽蚀余量或几何安装高度，计算汽蚀条件允许的转速，所采用的转速应小于汽蚀条件允许的转速。 相关知识汽蚀 水力机械特有的一种现象。当流道中局部液流压力降低到接近某极限值(目前多以液体在该温度下的汽化压力作为极限值)时，液流中就开始发生空(汽)泡，这些充满着气体或蒸汽的空泡很快膨胀、扩大并随液流至压力较高的地方后又迅速凝缩、溃灭。液流中空泡的发生、扩大、渍灭过程涉及许多物理、化学现象，会有噪音，振动甚至对流道材料产生侵蚀作用(汽蚀)。以上这些现象统称为汽蚀现象 装置汽蚀余量 假定=0.5m，常温清水=0.24m 泵汽蚀余量 汽蚀允许转速 一般的清水泵C值大致在800~1000左右，此处取C=800；取n=2970，符合汽蚀条件。 3.比转数的计算 相关知识比转数 在设计制造水泵时，为了将具有各种各样流量、杨程的水泵进行比较，我们就将某一台泵的实际尺寸，几何相似地缩小为标准泵，此标准泵应该满足流量为75升／秒， 扬程为1米。 此时标准泵的转数就是实际水泵的比转数。 比转数是从相似理论中引出来的一个综合性参数，它说明着流量、扬程、转数之间的相互关系。同一台水泵，在不同的工况下具有不同的比转数。一般是取最高效率工况时的比转数做为水泵的比转数。 本例中， 在＝150~250的范围，泵的效率最好，当＜60时，泵的效率显著下降； 采用单吸叶轮过大时，可考虑改用双吸，反之采用双吸过小时，可考虑改用单吸叶轮； 泵的特性曲线形状也和有关。 4.效率计算 相关知识泵内能量损失 泵在把机械能转