水泵水力设计_CH2.ppt

第二章 离心泵和混流泵叶轮的水力设计 本章主要内容 2-1 泵的主要设计参数和结构方案的确定 一、提供设计的数据和要求 二、确定泵的总体结构型式和泵进出口直径 三、确定转速 四、计算ns，确定水力方案（单吸、双吸、单级、多级） 五、估算泵的效率 六、轴功率、原动机功率计算 2-2 叶轮主要参数的选择和计算 一、叶轮主要参数 二、最小轴径dmin的确定 三、轮毂直径dh的确定 四、叶轮进口直径D0的确定 五、叶轮出口直径D2的初步计算 六、叶轮出口宽度b2的计算 七、叶片数Z的确定 八、叶片进口安放角β1的确定 九、叶片出口安放角β2的确定 十、叶轮外径D2的精算 十一、速度系数曲线简介 2-3 相似换算法水力设计 一、计算ns 二、选模型泵 三、计算尺寸系数（缩放比） 五、换算性能曲线 七、相似换算中需要注意的问题 2-4 叶片厚度、角度及其几何关系 一、叶片角度及厚度的定义 1、β 叶片安放角（叶片与流面的交线和圆周方向的夹角） 2、λ 轴面流线（轴面和流面的交线）和轴面截线（叶片和轴面的 交线）间的夹角 3、γ 叶片和流面间的真实夹角。即垂直于叶片和流面的面与两者 交线间的夹角 4、 ? 轴面流线与轴线方向的夹角 5、δ 叶片真实厚度 6、 S 叶片在流面上的厚度 7、 Su 圆周厚度 8、 Sm 轴面厚度 9、 Sr 径向厚度 a) 流面上的叶片厚度 b) 轴面上的叶片厚度 c)平面上的叶片厚度 a) 流面上的叶片厚度 b) 轴面上的叶片厚度 c)平面上的叶片厚度 叶片实际厚度与在流面上厚度的关系 二、角度与厚度的关系 可以证明： 2-9 逐点计算法叶片绘型 一、原理 二、绘型步骤 2-10 圆柱形叶片的绘型 2-11 二元理论设计叶片 一、轴对称流动的涡线方程及其特性 二、二元理论（ ）绘型方法 三、二元理论绘型实例 5、绘叶片剪裁图 实质：按工程要求对叶片进行表示 过程（见图）： a) 在平面图上绘制表示各轴面的射线 注意：起始位置要与最大包角相当； 工作面与背面的位置要与叶轮转向对应：若转轮从吸入 口看逆时针旋转，则工作面画在右边。 b) 做一组等距或不等距的轴垂面（木模面）0,1,2,… c) 找出木模面与叶片各轴面截线（工作面、背面）的交点，并表示在平面图上。 d) 光滑连接平面图中各点，得到对应的木模截线 e) 按同样方法生成前盖板和后盖板的“木模截线”，并对原有各条木模截线进行延长调整，从而生成木模图，也叫叶片剪裁图。 6、绘型质量检查 1) 叶片间流道扩散情况的检查 叶片间流道面积应均匀变化，有效部分进出口的面积比应为： AI/AII=1.0～1.3，其中：Ai=ai.bi(叶片的平面图宽度.轴面图宽度） 2) 检查W、Vur沿流线的变化情况 ΔS、β、F、Q → Vm、U、→ W=f(ΔL)、 Vur=f(ΔL) 已知：Q=32m3/h，H=32m，n=2900r/min，η>73%，NPSHr=5m，现据此要求，设计一单级单吸离心泵。要求：写出叶轮的主要设计计算步骤、主要公式和计算结果，对关键技术要点进行说明，并配以示意图。 大作业 2-8 扭曲三角形法叶片绘型 一、原理 在图上有一流线C1-C2，现用两组相互垂直的平面去截这条流线，形成多个小的扭曲的曲面三角形，其相应的流线长度为e1,e2,e3,…,其轴面流线长为g1,g2,g3,…,相应圆弧的长度为f1,f2,f3,…。当e,g,f足够小时，这些空间曲面三角形可看成是平面小三角形。 因为近似变为平面小三角形，就可在平面上画出。我们将其首尾相接地画在平面上，并保持直角边相互平行，如图所示。这相当于把各小三角形剪下来，然后依次摆在平面上一样。显然，两组小三角形是近似全等的。这样，就把空间流线近似地在平面上表示了。 画叶片的过程正好与上述相反。我们根据设计要求，在平面上画出流线，然后将其返回到流面（平面和轴面投影）上，就完成了叶片设计。 1、作轴面图，分流线，初定叶片进口边 2、在轴面图上分点。可按等间距进行分点。间距为gi. 3、作平面展开图，间距gi。 4、在平面展开图上画流线。依据β1、 β2、包角θ来定。 5、找出fi,并在平面上从出口向