25-課程設(shè)計(jì)說明書題目:流體機(jī)械及工程課程設(shè)計(jì)院（部）：能源與動(dòng)力工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：流體班學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：起止日期：2011.12.30——2012.1.13流體機(jī)械及工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)依據(jù)：流量Q：31/h揚(yáng)程H：22m轉(zhuǎn)速n:1450r/min效率：63.5%空化余量NPSH1.2R輸送介質(zhì)相對(duì)密度1任務(wù)要求：用速度系數(shù)法進(jìn)行離心泵葉輪的水力設(shè)計(jì)。繪制葉輪的木模圖和零件圖，壓出室水力設(shè)計(jì)圖。寫課程設(shè)計(jì)說明書完成AutoCAD出圖目錄第一章結(jié)構(gòu)方案的確定……………51.1確定比轉(zhuǎn)數(shù)…………………31.2確定泵進(jìn)、出口直徑………31.3泵進(jìn)出口流速………………31.4確定效率和功率……………41.5電動(dòng)機(jī)的選擇軸徑的確定…………………4第二章葉輪的水力設(shè)計(jì)…………52.1葉輪進(jìn)口直徑D0的確定……………………52.2葉輪出口直徑D2的確定……………………62.3確定葉片出口寬度………62.4確定葉片出口安放角…………………62.5確定葉片數(shù)Z………………62.6精算葉輪外徑D2……………62.7葉輪出口速度………………82.8確定葉片入口處絕對(duì)速度和圓周速度………………9第三章畫葉輪木模圖與零件圖……………………93.1葉輪的軸面投影圖…………93.2繪制中間流線………………113.3流線分點(diǎn)（作圖分點(diǎn)法）…………………113.4確定進(jìn)口角………………133.5作方格網(wǎng)……………………143.6繪制木模圖………………15第四章壓水室的設(shè)計(jì)……………174.1基圓直徑的確定………174.2壓水室的進(jìn)口寬度………174.3隔舌安放角……………174.4隔舌的螺旋角…………174.5斷面面積F…………………174.6當(dāng)量擴(kuò)散角…………………184.7各斷面形狀的確定…………184.8壓出室的繪制………………201.各斷面平面圖…………202.蝸室平面圖畫…………203.擴(kuò)散管截線圖…………21結(jié)束語…………17參考文獻(xiàn)…………18第一章結(jié)構(gòu)方案確定1.1確定比轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns，確定泵的結(jié)構(gòu)方案。公式為式中Q——單吸葉輪泵的流量，m3/sH——單級(jí)葉輪泵的揚(yáng)程，m。則：=48.351.2確定泵進(jìn)、出口直徑泵的進(jìn)出口直徑。吸入口直徑Ds由進(jìn)口流速(經(jīng)濟(jì)流速)決定，由于空化要求較高，應(yīng)取較大的進(jìn)口直徑，以減小流速。初選2—3.5m/s試選m/s則5.5.2.1415.33600/314sD=66.225mm按標(biāo)準(zhǔn)取65mm而出口直徑按經(jīng)驗(yàn)公式＝（0.7～1.0）Ds確定。對(duì)于低揚(yáng)程泵，取泵出口直徑，則取=65mm1.3泵進(jìn)出口流速泵進(jìn)口速度VV===2.595m/s泵出口速度VV===2.595m/s1.4確定效率和功率1）水力效率：=0.85452）容積效率：==0.9512設(shè)平板泄流量與理論泄流量之比q/Q=0.063，查《現(xiàn)在泵技術(shù)手冊(cè)》圖7.2得3）估算機(jī)械效率：=0.83664)總效率：=0.85450.88820.8366=0.634951.5電動(dòng)機(jī)的選擇軸徑的確定軸功率：==2.83kw查表7-10選用電動(dòng)機(jī)k=1.2則電機(jī)功率=1.255.698=3.3953kw泵軸的直徑應(yīng)按其承受的外載荷（拉、壓、彎、扭）和剛度及臨界轉(zhuǎn)速條件確定。因?yàn)榕ぞ厥潜幂S最主要的載荷，所以在開始設(shè)計(jì)時(shí)，可按扭矩確定泵軸的最小直徑（通常是聯(lián)軸器處的軸徑）。扭矩==22.36Nm泵軸選用取[]=550*10P,材料為。QUOTE最小軸徑：==12.67mm標(biāo)準(zhǔn)直徑：10，15，20，25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，400采用標(biāo)準(zhǔn)化軸徑取d=15mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮軸上零件的固定和定位，以及裝配順序，選用下圖裝配方案：圖1-3軸上零件裝備圖第二章水力設(shè)計(jì)（速度系數(shù)法）2.1葉輪進(jìn)口直徑D0的確定兼顧汽蝕與效率取進(jìn)口當(dāng)量直徑=4×=72mm單級(jí)單吸式取=02.2葉輪出口直徑D2的確定=13.446～13.806由于比轉(zhuǎn)速小于60，要乘修正系數(shù)K,取K=1.07=260.5～267.5mm2.3確定葉片出口寬度=0.3094～0.3384=5.603～6.128mmD2=270mmb2=6.5mm2.4確定葉片出口安放角一般取這里取2.5確定葉片數(shù)Z才30-4545-6060-120120-300Z8-107-86-74-6取Z=7=取Z=2.6精算葉輪外徑D2對(duì)于D2的精算，過程如下：由；得：；注意：精算時(shí)，一般先選擇β2，然后確定D2。計(jì)算Ht∞時(shí)，要用到滑移系數(shù)，而此時(shí)D2尚未知，故要迭代此處取β2＝25°，D2=250mm進(jìn)行迭代精算如下：有限葉片數(shù)理論揚(yáng)程修正系數(shù)：；式中：靜矩；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；無窮葉片數(shù)理論揚(yáng)程：葉片出口排擠系數(shù)：第一次精算1.理論揚(yáng)程=H/=22/0.635=34.646m2.修正系數(shù)=1.06253.靜矩S=0.0087m4.有限葉片數(shù)修正系數(shù)P=0.31795.無窮葉片數(shù)理論揚(yáng)程=45.662m6.葉片出口排擠系數(shù)7.出口軸面速度=1.8677m/s8.出口圓周速度=23.262m/s9.葉輪外徑=306mm第二次精算S=0.011284=0.9484=45.555m=1.636/s=22.967m/s兩次精算誤差小于2%，取2.7葉輪出口速度1.出口軸面速度=1.653m/s2.出口圓周速度=22.988m/s3.出口圓周分速度==14.784m/s4.無窮葉片數(shù)出口圓周分速度==19.442m/s2.8確定葉片入口處絕對(duì)速度和圓周速度查圖7-9=0.165×=3.428m/s==14mm==4.403m/s第三章畫葉輪木模圖與零件圖3.1葉輪的軸面投影圖葉輪各部的尺寸確定之后，畫葉輪軸面投影圖。畫圖時(shí)，參考相近比轉(zhuǎn)速、性能良好的葉輪圖作為參考。（關(guān)醒凡編《現(xiàn)代泵技術(shù)手冊(cè)》第二十三章泵性能（幾何）和水力模型）軸面投影圖形狀力求光滑通暢。軸面投影圖如下圖所示。繪制好軸面投影圖后，檢查流道的過水?dāng)嗝孀兓闆r。過流斷面面積F其中：———軸面液流過流斷面形成線重心的半徑———軸面液流過流斷面形成線的長(zhǎng)度各流道面積計(jì)算，葉輪流道面積檢查圖如下：要求該曲線有平滑的變化規(guī)律，否則必須修改軸面投影圖，直到符合為止。3.2繪制中間流線在軸面液流過流斷面形成線上取一點(diǎn)，而后計(jì)算此點(diǎn)兩邊的面積，面積相等則此點(diǎn)即中間流線上的—點(diǎn)；如面積不相等，則將此點(diǎn)向面積大的一面移動(dòng)，再檢查兩邊面積是否相等，進(jìn)行修改，直到兩面積相等為止，即得到流線所經(jīng)過的點(diǎn)。3.3流線分點(diǎn)（作圖分點(diǎn)法）在軸面投影圖旁，畫兩條夾角等于△θ的射線（△θ=3°~5°）。本設(shè)計(jì)中△θ=5°。從出口開始，沿軸面流線試取△S，若△S中點(diǎn)半徑對(duì)應(yīng)的兩條射線間的弧長(zhǎng)△u,與試取的△S相等，則分點(diǎn)正確。如果不等，另取△S，直到△S=△u。根據(jù)上述方法將前后蓋板流線及中間流線分點(diǎn)。分點(diǎn)情況如下：3.4確定進(jìn)口角葉片進(jìn)口處的速度其中：為過i點(diǎn)的過水?dāng)嗝婷娣e葉片進(jìn)口液流角進(jìn)而得到葉片進(jìn)口安放角采用編程迭代的方法計(jì)算。先假定一個(gè)，帶入上式計(jì)算出，再用反算，觀察計(jì)算值與假定值是否相等，相等則計(jì)算正確。數(shù)據(jù)如下圖;3.5作方格網(wǎng)葉片繪型時(shí)，要求葉片在出口出能有一段葉片安放角保持不變，而其他部分角度變化應(yīng)盡量均勻型線的形狀極為重要，不理想時(shí)堅(jiān)決修改，必要時(shí)可以適當(dāng)改變進(jìn)口安放角、葉片進(jìn)口位置、葉片包角、葉片出口邊不布置在同一軸面上等，重新繪制。葉片加厚數(shù)據(jù)3.6繪制木模圖畫出具有軸面截線并已加了厚度的軸面投影圖.在葉輪的軸面截線圖上，作垂直于葉輪軸心線的直線，這些直線實(shí)質(zhì)上就是一些垂直于葉輪軸心線的平面，通常稱為割面或等高面，它們與葉片的交線就是葉片的模型截線。直線是等距離的，但亦可不等，視設(shè)計(jì)需要而定，葉片扭曲較大處，距離可取小一些.根據(jù)D、d畫葉輪平面圖，并作出與軸面投影圖上軸面截線相對(duì)應(yīng)軸向截面.在平面圖上先畫出葉片與后蓋板交線的投影，然后再作模型截面與葉片相交的投影。第四章壓水室的設(shè)計(jì)壓水室是指葉輪出口到泵出口法蘭（對(duì)節(jié)段式多級(jí)泵是到次級(jí)葉輪出口前，對(duì)水平中開水泵則是到過渡流道之前）的過渡部分。設(shè)計(jì)壓水室的原則：1、水力損失最小，并保證液體在壓水室中的流動(dòng)是軸對(duì)稱的,以保證葉輪中的流動(dòng)穩(wěn)定；2、在能量轉(zhuǎn)換過程中，軸對(duì)稱流動(dòng)不被破壞；3、消除葉輪的出口速度環(huán)量，即進(jìn)入第二級(jí)葉輪之前，速度環(huán)量等于0。4、設(shè)計(jì)工況，流入液體無撞擊損失。5、因流出葉輪的流體速度越大，壓出室的損失hf越大，對(duì)低ns尤甚，因此對(duì)低ns泵，加大過流面積，減小損失hf。4.1基圓直徑的確定，取==286.65mm4.2壓水室的進(jìn)口寬度==29.65mm（取C=10mm）4.3隔舌安放角查手冊(cè)8-1取4.4隔舌的螺旋角查手冊(cè)，取取4.5斷面面積F采用速度系數(shù)法，查手冊(cè)圖8-10得，壓水室中液流速度：==15.443m/s第8斷面的面積：==3597.156其他各斷面面積：斷面IIIIIIIVVVIVIIVIII包角15°60°105°150°195°240°285°330°面積/cm1.6356.5411.4516.3521.2626.1631.0735.974.6當(dāng)量擴(kuò)散角擴(kuò)散角QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。常用范圍為，取QUOTE4.7各斷面形狀的確定確定角：一般，取求A、B值:求斷面高H及半徑R（8個(gè)斷面分別求）斷面1:==5.23mm==1.33mm斷面2：==18.54mm===4.73mm斷面3：==29.64mm=0.254929.64=7.55mm斷面4：==39.33mm==10.03mm斷面5：==48.08mm==12.25mm斷面6：==56.08mm==14.29mm斷面7：==63.53mm==16.19mm斷面8：==70.50mm==17.97mm壓出室的繪制1.各斷面平面圖2.蝸室平面圖畫根據(jù)所畫的各斷面軸面圖中的高度H,在平面圖上相應(yīng)的射線上點(diǎn)出，然后光滑連接所得各點(diǎn)，得蝸室平面圖上的螺旋線。3.擴(kuò)散管截線圖參考文獻(xiàn)泵的理論與設(shè)計(jì)關(guān)醒凡機(jī)械工業(yè)出版社現(xiàn)代泵技術(shù)手冊(cè)關(guān)醒凡1959.9葉片泵原理及水利設(shè)計(jì)查森目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章總論 1第一節(jié)項(xiàng)目名稱及承辦單位 1第二節(jié)研究工作的依據(jù)與范圍 2第三節(jié)簡(jiǎn)要研究結(jié)論 3第四節(jié)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 5第二章項(xiàng)目提出的背景及必要性 7第一節(jié)項(xiàng)目提出的背景 7第二節(jié)項(xiàng)目建設(shè)的必要性 13第三章市場(chǎng)預(yù)測(cè)與需求分析 19第一節(jié)車用生物燃?xì)馐袌?chǎng)發(fā)展分析 19第二節(jié)有機(jī)肥市場(chǎng)分析 23第四章建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案 29第一節(jié)建設(shè)規(guī)模 29第二節(jié)產(chǎn)品方案 29第五章廠址選擇與建設(shè)條件 31第一節(jié)廠址方案 31第二節(jié)建設(shè)條件 32第六章工藝技術(shù)方案 40第一節(jié)項(xiàng)目組成 40第二節(jié)生產(chǎn)技術(shù)方案 40第三節(jié)生產(chǎn)設(shè)備 53第七章原輔材料供應(yīng) 56第一節(jié)原輔材料供應(yīng) 56第二節(jié)公用設(shè)施 58第八章工程建設(shè)方案 59第一節(jié)總圖運(yùn)輸 59第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)工程 62第三節(jié)公用工程 70第九章環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全衛(wèi)生 75第一節(jié)環(huán)境保護(hù) 75第二節(jié)勞動(dòng)安全衛(wèi)生 77第十章節(jié)能與消防 84第一節(jié)節(jié)能 84HYPERLINK\l"_Toc3575116