水泵水力设计_CH3_N.ppt

第三章 离心泵的压水室和吸水室,压水室概述 螺旋形压水室 径向导叶 空间导叶 吸水室概述 半螺旋形吸水室,本章主要内容,3-1 压水室概述,一、定义,压水室是指叶轮出口到泵出口法兰的过流部分。 对节段式多级泵是从第一级叶轮出口到次级叶轮进口前，对水平中开式水泵则是到过渡流道之前的过流部分。,二、作用和要求,1、收集叶轮流出的高速液体，并将液体的大部分动能转换为压能。 2、消除速度环量。 3、为使叶轮流动稳定，压水室的流动必须是轴对称的形成轴对称流动,三、形式,1、螺旋形压水室（蜗壳、螺壳、涡室、涡形体） 2、环形压水室 3、叶片式压水室（导叶）：径向导叶、流道式导叶、空间导叶,（a） 螺旋形压水室 （b） 径向式导叶 （c） 环形压水室,3-2 螺旋形压水室,一、工作原理,如果液体从叶轮流出后，进入两个平行的平板之间，当忽略液体的粘性摩擦力时，这种液流不受任何外力作用，应遵从速度矩保持性原理，即,因此，液流角保持不变，即流动迹线为对数螺旋线。 实际不采用平板侧壁的方式，而大多采用梯形断面，个别为矩形或圆形。,二、涡形体主要结构参数,断面I-VIII：相隔45度，第VIII为螺旋线终点位置 隔舌：螺旋线起点位置 基圆：隔舌起始点所在的圆周 扩散管：第VIII断面至泵出口部分 隔舌起始角o：隔舌和第VIII断面的夹角 隔舌螺旋角（隔舌角）o：隔舌处内壁与圆周方向夹角,三、涡形体的设计计算,1、计算基圆直径 考虑因素： 隔舌间隙过小时，难以保证从叶轮流出的液体均匀进入涡形体，振动隔舌间隙过大时，径向尺寸，效率 污水泵取大值,2、涡形体进口宽度b3 由b2与盖板宽度来定：,3、隔舌角,4、隔舌起始角,低比转速取小值,5、各断面面积,6、扩散管,当量扩散角,应为812,7、绘制梯形断面,7、绘制梯形断面,其中：,若给定 ，则：,其中：,四、涡形体绘制实例,3-3 径向导叶,一、导叶概述,导叶 = 若干个小螺旋形压水室 螺旋形压水室= 单个叶片的导叶 结构形式：径向导叶、流道式导叶、空间导叶,二、径向导叶结构,正导叶：螺旋线段AB： 用来保证液体在压水室内的自由流动 扩散段BC： 用来把大部分动能转换为压力能 环形空间（过渡段）CD：用来变换液流方向 反导叶DE： 用来消除环量，并把液体引入下级叶轮,因此，导叶同时兼有压水室和吸水室的作用。,三、径向导叶设计计算过程概述,1、计算基圆直径,2、计算导叶进口宽度b3 由b2与盖板宽度来定：,3、确定螺旋线的角度和线型,4、喉部面积F及叶片数Z,D3与D2之差最大为5mm,导叶进口安放角 ,螺旋线,喉部面积F=a3b3，最好为正方形；叶片数要与叶轮叶片数互为质数,5、扩散段,当量扩散角为79度,v4=(0.40.5)v3 , a4=b4,6、过渡段,转变过程的面积逐渐收缩为宜,7、反导叶,进口D5，b5,5参照正导叶确定，出口D6，h参照叶轮进口确定,3-4 空间导叶,一、应用场合,井径受限制的场合（如井泵、潜水泵），以及混流泵,深井泵 潜水泵,二、设计过程,1、确定主要几何参数： 导叶基圆直径D3，导叶入口外径D4，导叶入口宽度b3， 导叶出口内径D5，出口外径D6，导叶轴向长度L，叶片数Z（Z叶轮1）,2、定轴面图：参考同类产品，要检查过水断面面积（同叶轮设计过程）,3、分流线：同叶轮设计过程,4、定进出口边：考虑叶轮位置确定,5、定进出口角：,进口安放角：3=3+ 出口安放角：4=8095,6、绘型：,扭曲三角形法（与叶轮绘型方法相同）,三、设计实例,3-5 吸水室概述,定义：泵进口法兰到叶轮入口之间的泵体过流部分,作用：将液体引入叶轮，同时向叶轮提供所需要的速度,要求：沿吸水室所有断面的速度必要尽可能均匀地分布，以保证 叶轮内的稳定流动,型式： 直锥形：主要用于单级单吸泵 弯管形：主要用于大型轴流泵、大型离心泵 环形： 主要用于节段式多级泵 半螺旋形：主要用于双吸泵、水平中开多级泵,环形吸水室,直锥形吸水室,双吸泵（水平中开式）,半螺旋形吸水室,一、半螺旋形吸水 室的结构型式,隔舌一般位于与水平线线45度位置，隔断水流，即0断面。 可每隔22.5度分一个断面,生成共0VIII断面。 各断面的Vm及Vu分布如下：,3-6 半螺旋形吸水室,Vm：大小基本一样(均匀)。在180360段，因直接进入，大一些。 Vu： 0： Vu=0，受阻 0-180： 隔舌影响减小，Vu 270： 液体直入，Vu=0 270-360:反向，Vu为负,二、设计方法,1、确定吸入口流速,2、确定0VIII断面的平均流速,V=（0.70.85）Vj (Vj：叶轮进口流速）,3、确定0VIII断面的面积 认为有Q/2的流量通过第VIII断面，其它断面面积与之成比例,4、画0VIII断面的断面图 要求各断面均匀变化（过渡），可先画第VIII断面,5、画平面图,6、画第VIII断面到进口的过渡部分,三、设计实例,本章复习思考题,1、导叶的作用是什么？径向导叶、空间导叶各有何特点，应用场合如何？设计的关键是什么？进出