1、離心泵設(shè)計,第三章 離心泵和混流泵葉輪的水力設(shè)計,離心泵設(shè)計,離心泵水力設(shè)計的方法 模型換算法（相似換算法） 速度系數(shù)法 面積比原理,離心泵設(shè)計,第一節(jié) 泵的主要設(shè)計參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定,現(xiàn)離心泵設(shè)計,一、設(shè)計參數(shù)和要求 流量 揚程 轉(zhuǎn)速（或由設(shè)計者確定） 裝置汽蝕余量（或給出裝置的使用條件）,現(xiàn)離心泵設(shè)計,效率（要求保證的效率） 介質(zhì)的性質(zhì)（溫度、重度、含雜質(zhì)情況、腐蝕性等） 對特性曲線的要求（平坦、陡降、是否允許有駝峰等）,離心泵設(shè)計,二、確定泵的總體結(jié)構(gòu)形式和泵的進出口直徑 1. 進口直徑 選取原則：經(jīng)濟流速；汽蝕要求,2.泵出口直徑,離心泵設(shè)計,三、泵轉(zhuǎn)速的確定 確定泵轉(zhuǎn)速應(yīng)考慮下面幾

2、個因素 泵轉(zhuǎn)速越高，泵的體積越小 確定轉(zhuǎn)速應(yīng)考慮原動機的種類和傳動裝置 提高轉(zhuǎn)速受汽蝕條件的限制,離心泵設(shè)計,可根據(jù)汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)選取,離心泵設(shè)計,四、計算比轉(zhuǎn)數(shù)ns，確定水力方案,離心泵設(shè)計,在確定比轉(zhuǎn)數(shù)時應(yīng)考慮下列因素 ns=120210的區(qū)間，泵的效率最高，ns60的效率顯著下降 可以采用單吸或雙吸的結(jié)構(gòu)形式來改變比轉(zhuǎn)數(shù)的大小,離心泵設(shè)計,可以采用單級或多級的結(jié)構(gòu)形式來改變比轉(zhuǎn)數(shù)的大小 泵特性曲線的形狀與比轉(zhuǎn)數(shù)的大小有關(guān),離心泵設(shè)計,五、估算泵的效率 水力效率,離心泵設(shè)計,容積效率,該容積效率為只考慮葉輪前密封環(huán)的泄漏，對于有平衡孔、級間泄漏和平衡盤泄漏的情況，容積效率還要相應(yīng)降低,離心泵設(shè)

3、計,機械效率,泵的總效率,離心泵設(shè)計,六、軸功率和原動機功率,離心泵設(shè)計,七.軸徑和輪轂直徑的確定 泵軸直徑的確定應(yīng)按強度、剛度和臨界轉(zhuǎn)速等情況確定。由于扭矩是泵主要的載荷，開始設(shè)計時首先按扭矩來確定泵軸的最小直徑，最小直徑一般位于聯(lián)軸節(jié)處。,離心泵設(shè)計,根據(jù)軸各段的結(jié)構(gòu)工藝要求，確定葉輪處的軸徑dB和輪轂直徑dh。 一般,離心泵設(shè)計,畫草圖時應(yīng)注意以下幾點： 各軸段應(yīng)采用標準直徑 軸上的螺紋一般采用標準細牙螺紋，其內(nèi)徑應(yīng)等于或大于螺紋前軸段的直徑 軸定位凸肩一般為12毫米,離心泵設(shè)計,第二節(jié) 相 似 設(shè) 計 法,離心泵設(shè)計,一、相似設(shè)計法的導(dǎo)出 如果兩臺泵相似，比轉(zhuǎn)速必然相等，在相似工況下，

4、兩臺泵的流量、揚程和功率應(yīng)滿足公式：,離心泵設(shè)計,兩臺相似泵的尺寸比例可以從上式求得：,在實際計算時，Q和H往往并不相等，在兩者差值不大時，一般取較大的值。,離心泵設(shè)計,二、 相似設(shè)計法的步驟 根據(jù)給定的參數(shù)，計算比轉(zhuǎn)數(shù)ns 根據(jù)ns選擇模型泵。,離心泵設(shè)計,選擇模型泵時應(yīng)該注意以下幾點： 流量揚程曲線要平坦 泵效率要高，高效率區(qū)要寬 汽蝕性能好 根據(jù)已選定的模型和給定的參數(shù)，計算放大或縮小系數(shù),離心泵設(shè)計,根據(jù)確定過流部件的尺寸,離心泵設(shè)計,根據(jù)模型泵性能曲線換算出是型泵性能曲線的數(shù)據(jù),離心泵設(shè)計,繪制實型泵圖紙 實型泵過流部件所有角度與模型相等，所有尺寸按計算出的值放大或縮小。但應(yīng)考慮到制

5、造的可能性和結(jié)構(gòu)的合理性（如葉片和導(dǎo)葉厚度不能太厚或太薄）可作適當?shù)男薷摹?離心泵設(shè)計,三、相似設(shè)計法應(yīng)注意的問題 關(guān)于性能和效率問題 關(guān)于結(jié)構(gòu)形式的影響 關(guān)于修改模型問題 汽蝕相似問題,離心泵設(shè)計,第三節(jié) 速度系數(shù)設(shè)計法 比轉(zhuǎn)數(shù)相等的泵的速度系數(shù)是相等的。不同的比轉(zhuǎn)速就有不同的速度系數(shù)。我們以現(xiàn)有性能比較好的產(chǎn)品為基礎(chǔ)，統(tǒng)計出離心泵的速度系數(shù)曲線，設(shè)計時按選取速度系數(shù)，作為計算葉輪尺寸的依據(jù)，這樣的設(shè)計方法就叫做速度系數(shù)設(shè)計法。,離心泵設(shè)計,葉輪主要幾何參數(shù)有： 葉輪進口直徑D0 葉片進口直徑D1 葉輪輪轂直徑dh 葉片進口角1,離心泵設(shè)計,葉輪出口直徑D2 葉輪出口寬度b2 葉片出口角2

6、葉片數(shù)z 葉片包角。,離心泵設(shè)計,一、葉輪進口直徑D0的確定 因為有的葉輪有輪轂，有的葉輪沒有輪轂，為了研究問題方便，引入當量直徑De以排除輪轂的影響。,離心泵設(shè)計,對于雙吸泵取Q/2 主要考慮泵的效率時 K0=3.54.0 兼顧效率和汽蝕時 K0=4.05.0 主要考慮汽蝕時 K0=5.05.5,離心泵設(shè)計,二、葉輪出口直徑D2的初步計算 葉輪外徑D2和葉片出口2等出口幾何參數(shù)，是影響泵楊程的最重要的因素。,式中,離心泵設(shè)計,三、葉輪出口寬度b2的計算和選擇,式中,離心泵設(shè)計,四、葉片數(shù)的計算和選擇 葉片數(shù)對泵的揚程、效率、汽蝕性能都有一定的影響。選擇葉片數(shù)，一方面考慮盡量減小葉片的排擠和表

7、面的摩擦，另一方面又使葉道有足夠的長度，以保證液流的穩(wěn)定性和葉片對液體的充分作用。,離心泵設(shè)計,對于低比數(shù)離心葉輪,離心泵設(shè)計,葉片數(shù)也可按比轉(zhuǎn)數(shù)選擇,離心泵設(shè)計,五、介紹確定葉輪尺寸的其它速度系數(shù) 由相似原理，可以寫出速度系數(shù)的一般表達式：,離心泵設(shè)計,速度v和nD成比例有：,由,離心泵設(shè)計,或,離心泵設(shè)計,利用上述公式、比轉(zhuǎn)數(shù)的大小、并借助經(jīng)驗公式可以計算出泵相應(yīng)的尺寸,離心泵設(shè)計,離心泵設(shè)計,對于斜流泵,對于多級泵,離心泵設(shè)計,六、葉輪外徑或葉片出口角的精確計算 前述確定葉輪外徑的計算方法中，速度系數(shù)是按一般情況（22.5）得出的。在設(shè)計泵時，可以選用不同的參數(shù)的組合，這時就增加了速度系

8、數(shù)的近似性。因為是主要的尺寸，按速度系數(shù)法確定后，最好以此為基礎(chǔ)進行精確計算。,離心泵設(shè)計,由基本方程式,由出口速度三角形,離心泵設(shè)計,所以,整理后，得,離心泵設(shè)計,解上面的方程，得,由可求得為,離心泵設(shè)計,對于離心泵，一般先選再計算； 對于混流泵，先確定各流線的，精確計算角,離心泵設(shè)計,七、葉片進口安放角的確定,葉片進口安放角大于液流角，采用正沖角 。,1. 進口安放角的計算,由吸水室的結(jié)構(gòu)確定。對直錐形吸水室；對螺旋形吸水室，可按經(jīng)驗公式確定各流線的1值。,離心泵設(shè)計,式中0.0550.08，n小取小值。,葉片進口軸面速度,離心泵設(shè)計,2. 葉片出口安放角和出口三角形,離心泵一般是先選擇葉片出口角。 混流泵一般按葉片出口處液流符合vur常數(shù)的方法來確定出口角。計算時先按揚程計算出中間流線的vur，進而求出其它流線的vu。,離心泵設(shè)計,離心泵設(shè)計,第四節(jié) 葉片厚度和角度及其幾何關(guān)系,離心泵設(shè)計,流面上葉片各厚度間的關(guān)系,離心泵設(shè)計,軸截面上葉片厚度,離心泵設(shè)計,平面上葉片厚度,離心泵設(shè)計,流面厚度S 在流面上葉片垂線間的距離為流面厚度。,圓周厚度 流面厚度在圓周方向的分量稱為圓周厚度。,離心泵設(shè)計,軸面厚度 流面厚度在軸面方向的分量稱為軸面厚度。,徑向厚度 軸面厚