离心泵木模图绘制

1、1#水力设计#2.1设计的数据要求#1、流量Q1 om3 h#2、扬程H90 m取 Ds = 100mm52、泵出口直径DdD厂KdQ Kd =3& 4. 5#2100/"3.5453 295000 F995呎取 D厂 80mm3、泵进口速度s4Q4 1003.54m / s4360020.1 二4、泵出口速度：d#4QDd714 10036000.082 :=5.53m/ s342.2.2比转速nsns =3.65n JQ _ 3.65 2950 J0036°0 90H3461.42.2.3估算泵的效率1水力效率h =10.0835lgQ : 0.862、容积效率

2、1厂10.683°963、机械效率只考虑圆盘摩擦损失m 十 0.071全 0.88ns'100取轴承、填料损失为2%,则 m 二0.864、泵的总效率= 71%2.2.4确定功率P1泵的轴功率P-gQH = 34.54KW10002、电机功率Pgk ,PgPt原动机为电动机，取k =1.15 ；传动方式为直联传动，取1.0Pg =1.15 34.54 = 39.72KW，选配套轴功率 巳=45KW5#3、扭矩M#P45M-9550 訂9550 歸 Z.7N m#4、最小轴径ddin0.2#d = 3145.71、进口当量直径DoQnDo兼顾效率与汽蚀,心=4.04.5Do10

3、0(4.0 4.5)3600 2950=94mm材料选用45号钢，取二45MPa6 = 25.3mm 取 d = 39mm0.2 0.2 45 1062.2.5初步计算叶轮主要尺寸#2、进口直径Dj由于采用悬臂式结构,Dj =D02 dh2 = 94mm#6nkD = 9.35kD2D2 二Q3、出口直径D2ns 100丿式中 kD2 D2修正系数。查表 812，得 kD2 =1.057，经计算得 kD =12.612950D厂 12.613 100 3600 = 266mm4、叶轮出口宽度b.7kb 二 0.64%2ns f6<100；9式中kb2 b,修正系数查表813,得kb 1.

4、291，经计算得&二0.553 100 3600:2950=12mm5、叶片出口角-2选择打(范围一般是22。30°应考虑的因素:(1) 低比转速泵，选择大的：2角以增大扬程，减小D2，从而减小圆盘摩擦损失，提高 泵是效率；(2) 增加：2角，在相同流量下叶轮出口速度 V2增加，压水室水力损失增加，并在小流量下冲角损失增加，易使特性曲线出现驼峰，因此-2不宜太大;'-2大，叶片间相对流动扩散严重;(4)为获得平坦的功率曲线，使泵在全扬程范围内运行，一：2可小于10度。取-2=30°6、叶片数zz=6.5 D2D1 sin ：上(D2 -)2式中 U 叶轮叶片

5、中间流线进口直径由于该泵为低比转速泵，所以 D1取较大的值U =(0.71.0) Dj =80mm取二26，经计算得z = 5.7，取z = 62.2.6精计算叶轮外径第一次1、理论扬程 Ht Ht90104.7mnh 0.862、修正系数'460丿取=0.7'=1.05nR2 - R23、静矩 ss 二'SiR1 = 8.04 10724、有限叶片数修正系数Pr2zs= 1.050.13326 8.04 10二 0.3855、无穷叶片数理论扬程Ht：H©r1 P Ht 二 10. 38 51 04. 7m4 5. 0 16、叶片出口排挤系数 t2取-2 =

6、5, 2 = 90-D2宁1 - 5”cotB2iSin27、出口轴面速度- m2' 2 二 0.928m2QD2b22 v100 36003.14 0.266 0.012 0.928 0.96= 3.11m/sU2&出口圆周速度U2m22tan 2gHt：40.51m/ s#9、出口直径D2D260u2二 n60 40.513.14 2950=262.3mm#与假定不符,取D2 = 262mm进行计算2.2.7精算叶轮外径第二次1、叶片出口排挤系数 21011U2U22、出口轴面速：m2- m2二 D2b22 vsin A- 2 ；=13.14 262100 3600cot3

7、0sin90u 丿3.14 0.262 0.012 0.928 0.963、出口圆周速度U2假定P不变，即Ht：不变m2m2二 0.927=3.16m/ s2tan ：2l2tan P2 丿4、出口直径D2D22.2.8叶轮出口速度1、2、- m2gHt：2 tan30.3.163.162 tan30°>29.81 145.01 = 40.55m/s葺=阳需r262.5mm与假定接近，不再重新计算出口轴面速度- m2- m2二 D2b22 v出口圆周速度U2- m2D2 二 262mm100 36003.16m/ s3.14 0.262 0.012 0.928 0.962ta

8、n 2<2tan P2 7gHt：3.163.162 tan302Uan30“ J9.81 145.01 二 40.55m/s3、出口圆周分速度 u2- u29.81 104.7U225.33m/ s40.554、无穷叶片数出口圆周分速度'u2：_ gH9.81 145.01U2二 35.08m / s40.5516229轴面投影图的绘制1找相近比转数叶轮的轴面投影图作为参考，根据前面计算所得到的叶轮基本尺寸， 初步作叶轮的轴面投影图。2、检查轴面投影图过流断面面积变化，在流道内作内切圆，并将圆心连接起来，得到一条曲线，此为流道中线，求出每个圆的轴面液流过流断面及其面积F,而后作

9、出沿轴面投影图中线的过流断面面积变化曲线，我们希望Fl曲线基本上为一条直线，即要求从叶轮进口到出口沿中线l面积F的变化是均匀的，如果该曲线不理想，则应修改轴面投影 图，直到检查Fl曲线满意为止。如下图所示：1/irnib/imiRc/mmF=2*IlRcb04723. 56.283165316939. 77819. 253642. 09926. 66926.283185317054. 42540. 426830. 506738. 23976.283185317329.75758. 845422. 899554. 20916.283185317799. 70379. 790217. 894674

10、. 67446.283185318396. 02399. 689915.189894. 36186.283165319005.921118. 67713. 5259113. 4176.283185319638. 827136. 4757121316.283185319877.167流道面积检查3、中间流线的绘制根据每条相邻轴面液流流线之间的流量Q相等的原则，在轴面投影图上作流线，轴面液流的流线一般需作35条，中低比转速的叶轮可作三条，高比转速叶轮可作五条。叶轮前后盖板是两条流线，故还需作 13中间条流线，本设计是低比转速叶轮，故只需要再 作一条中间流线即可。具体分流线时，可先分进出口，再做修改

11、。Ir行 RR 47画中间流线时确定中间流线进口分点半径0 j -.33.2mm出口分点为出口宽度的中点，由此初步确定中间流线，然后再根据同一过水断面上两条流线间过水断面面积相等检查修正。图形如下：左流道右流道brbrb*r误差冉13. 840,1553. 3833.216.6551.120.41007413. 4242.43569.410620.80527.26567： 14430.39959810. 87958.19633. 04911.114阪54628. 38560, 7421328. 57779677. 5833.61578.11672. 91770. 6933027. 40699.

12、7738. 37821. 3699.49732, 24640.8373966131786613178604、流线分点分点的实质就是在流面上画特性线，组成扇形格网。因为流面就是轴面流线绕中心线 旋转一周所得的曲线，一个流面上的全部轴面流线均相同，所以只要分相应的一条轴面流 线，就等于在整个流面上绘出了方格网。流线分点的方法很多，有逐点计算法，分点作图法和图解积分法。在这次设计过程中, 采用分点作图法。在轴面投影图旁，画两条夹角等于宀的射线，这两条射线表示夹角为宀的两轴面般取.心=35,本设计中取宀-50。从出口开始，沿轴面流线试取长度As，若厶s中点半径对应的两射线间的弧长u与 飞相等，则分点正

13、确，如果不等，另取s，直到s为止。第一点确定后，用同样的方法分其余的点。当流线平行轴线时，3不变,用相应的US截取等长即可。图形如下：前盖板中间菰线后盖板AsAu误差AsAu误差理AsAu误差出10:.0/0191681O&7810:/9'5'66：0/01021贰飯5S91需飯5120/0182&210. 5422;Od597410, 810413-"O44S151078K 01935戈 2053.0. 00.776.-交 2025-."盒加即0.002173"空 199.5'."克 1840.011.®

14、;8. 43398. 43:95:0.0663558. 432&8. 4346:0：:0248978. 42948. 4292:0：:002-3737. 754-S-7.73740.0400657. 7287.73110. 040098-7. 72467. 7243；0.008847.面77：.W46 018:197. OS.S17.0- 002S22'7. 0757：.-07W6. 5114/M 176?01075-6. 496-6. 49516? 01306. 48714.48686?00462&"5. S.B2"5. .9735：0：'

15、：05854：S-5. .9561"5. .954：0：0452'53471占帥ii：'0：047104.5； 4941忘.4922.丘 45-71.5； 45870' 029311.丘 446：.丘 44720. 022.035. te09.£加5；"t)096.0491fe4/9314/917$, 02SQ474.57294.7440. 03209-4.606$4. 603.0.。嫌54,5716.4,5745：0.063954. 3：9314齒述:0?0182144. 24174. 24420. 05-89044.19534.1943

16、:o：:o&d4.20394/20570. 0427993.33Q2-3.,.32670. 08-9133-3.： 84963. 8490. 015超3；£驱：3. 648'0. 063£)48'3； 55523； 5 盘&1诫3. 4曲3. 4115(3: 1084443.25653. 2545(3? 061453-空妙57：0： 021636：0032/97：0. 120012''2. 773：2. 76-9S0.1155322. 5632.2. 56250. 027175、修改进口边的位置原则：(1) 尽量使叶片进口边和

17、出口边之间的三条流线长度趋于相等；(2) 进口边和流线的交角最好为 90°,进口边轴面投影的形状就铸造而言，为直线较 好；(3) 进口边应向吸入口方向适当延伸，以提高叶轮的抗汽蚀性能，并使泵性能曲线出 现驼峰的可能性减小。图形如下：#176、叶片的绘制(1) 确定叶轮进口圆周速度D1a、D1b、D1c在轴面投影图上量的 D1a = 95.7mm D1b = 78.6mm D1c = 67.6mm,从而可得:Uia60= 14. 7n8s/=12.14m/s60-D1c nu1c 一10.44m/s1c60(2) 叶片进口轴面液流过水断面面积2F1a 二 2- Rcaba 二 2二 0

18、.0333 0.0343 二 0.00717mFe 二 2二恵乩二 2二 0.0389 0.0299 二 0.00731m22% 二 2二恵九二 2二 0.0286 0.0412 二 0.00741m叶片进口角的计算a a流线假定'a =0.88Q100/3600, “ ,:m1a ' 4.59m / svF“ 1a 0.96 0.00717 0.88tan 打a 二上二9 Sa =17却U1a 14.78:1a = 1a 1a =17.3 2.7 = 20取、十2,a =85"1-些，1 (也)2sin 1a,6汉2=1 一 3.14 95.71 严0、2sin85

19、：)二 0.883与假定值相近。bb流线假定.0.88m1bvEblbtan：1b二 1b100 36000.96 0.00731 0.88u1b12.14二 4.50m / s迴厂20.3：* 二 20.337 = 241厂1一1b -D1br (£OL)2M_ 6 23.14江 78.6sin *cot 24 21 (sin8®二 0.880与假定值相近。c c流线假定 1c =0.8818-m1cvFicf100/36000.96 0.00741 0.88二 4.44m/ stan 少4 二 J 23.0】U1c 10.44' 厂 1 1c = 23 5 =2

20、8取= 2, ' 1c = 85'"1c= 1-Z，cot：1c、2匚瓦迖J (而J6 2(cot 283.14 67.6;(sin85；)2 二 0.879#21与假定值相近。由以上计算得：叶片三条流线的进口安放角分别为：l1a = 20 Sb = 24 l1c二287、作方格网叶片型线图并在其上绘制流线因为保角变换方格网法，是基于局部相似，而不是局部相等，所以几个流面可以用一 个平面方格网绘流线，平面方格网方格的大小可任意选取。方格网竖线表示轴面流线相应 分点，横线表示夹角等于所用的厶的轴面。画完方格网后，便可在其上绘制流线。通常先画中间流线，流线进出口在方格网上

21、的 位置应与轴面投影流线的分点对应，包角可自行选取，对进出口点做角度等于计算的叶片 进出口安放角的直线，然后做光滑曲线与进出口角度线相切。型线应满足一下三点：(1)光滑平顺；单向弯曲，不要出现S形状，以平直稍凸为好；(3) 各型线有一定的对称性。&轴面截线在方格网上进行叶片绘型后，根据方格网中点的位置，就可开始作轴面截线图 如下图 所示:9、叶片加厚轴面截线表示无厚度的叶片，实际叶片是有厚度的，所以必须经行叶片加厚。叶片可 以在展开流面上、轴面和平面图上加厚。本次设计采用在轴面图上加厚的方法。1/31/2处，进出口叶片厚度可按流线长度给定，通常最大厚度在离进口为叶片全长 部分尽量减薄。

22、戡线序号0123q567s91011121322.23g5&55555555阳QP 349GSS0P350811(X 352557Q. 353302C. 3560d7DP 3F7792I&9S380. 36302B0, 3857180, 413C430, 4463040, 4764750,497419 C,523599cos 3 a0. 9396935 939094H 93S493Q+ 937389(k 9372B20. 936672a. 9阳060 434826(L 9265290.91S663CL 901E33山 £88617G 878817山 866025Sna

23、-s/cos B a2.12835&2. 342&SS3.1 »&&14< 2597E 331574&r 338047&, 3415415, 34S5915,3964375, 4605275, 5442675,626725. 684665.773503b流线0.413S790. 42C6240. 422370. 4劄11502&S6842T&0&mg四3510,4363320.4607670.47C5410. 4750790. 4824090. 497419C.523599cosPb0. 9135450.

24、91283d0. 91212 0, 9114030. 910&84oimi0. 9092560,9063030.SS5712 0. S91S23 0, 8852570, £8588 0. 373817C.866025Sib=s/cosP b2. L 8927 32.4100763.瘀洌4.3S8S37EL *903815. 4947395. 4991225.S16S55.5S21535.6096375. 6226735. 6441065. 684665.773503pc0. 433&920.49043B0.4921S30. 49392S0.495EM0. g97419

25、0. 494L640. 50440.507G910.5.1 L3E10. 5148720. 5166170. S201080.52359eospe0. 3829480. 882127C. 8813030. 8S0477山 S796490. 0758170, 0779830, 8754650.E737720. B720690. 8703560. G6S4S5 0. 867765C.3660259in：-s/cos B c2,颇M2. 493972阴阴92 54299S, &0dOR05.68MG65,7112545, 7223155.7334835. 7117785. 7504655.

26、7613265.77350310、作木模图从叶轮吸入口方向去看叶轮的转动方向，叶轮为逆时针转动，贝U我们作木模截线时,叶片背面的木模截线画在左面，而叶片工作面的木模截线画在右面。流线a的叶片工作面和背面，流线c的叶片背面在平面上的投影画在右面，作图方法是用 0点为圆心，用a流 线处叶片工作面和背面与各轴面交点到轴心线的垂直距离，用c流线处叶片背面与各轴面交点到轴心线的垂直距离，即以这许多距离为半径，在木模图上做圆弧与相对应的轴面相 交，得到个各交点后，用光滑的曲线连接之，即得到这三条线在平面图上的投影图。而后又以A、B、C等木模平板线与叶片背面各轴面截线的焦点到轴心线的垂直距离为半径，仍以0点

27、为圆心作圆弧再与相应的轴面相交，并以光滑曲线连接之，得到A、B C等平面与叶片背面的交线在平面图上的投影线，我们称此投影线为木模截线。用同样的方 法，作出叶片工作面上a流线和c流线以及叶片背面上的c流线在平面图上的投影线，以 及叶片工作面的木模截线。这样我们就完成了木模图的绘制。2.3压水室水力设计压出室的作用和要求：1、 压出室的作用是将叶轮中流出的液体收集起来，并送往压力管路或下一级叶轮的吸 入口。2、将液体送往压力管路或下一级叶轮的吸入口前， 要消除叶轮的旋转运动，把叶轮的 这部分动能尽量转化成压能。3、将液体送往压力管路或下一级叶轮前， 要降低液流的速度，以减小压力管路中的水 力损失并

28、且适合下一级的叶轮吸入口要求。4、液流自叶轮中流出时，速度是很大的，所以压出室中的水力损失很大，它约将占整 个水泵水力损失的一半左右，所以压出室的设计应特别注意，要求尽量减小压出室本身的水力损失。在设计工况下，液流自叶轮流入压出室时要求不产生撞击损失。螺旋形压出室又叫涡室，是离心泵中用的最广泛的压出室之一，本设计使用的也是这 种压出室。2.3.1确定涡室的主要技术参数1、基圆直径D3d3应稍大于叶轮外径d2，使隔舌和叶轮间有一适当的间隙。该间隙过小，容易因液流阻塞而引起噪声和振动，还可能在隔舌出发生汽蚀。间隙增大，能减小叶轮外周流动的 不均匀性，降低振动和噪声，并使效率稍有提高。但间隙过大除了增加径向尺寸外，因间 隙处存在旋转的液流环，消耗一定的能量，泵的效率下降，通常取：D3 二(1.031.08) D2 二(1.031.08) 262 二 270mm2、涡室的