流體機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、目 錄摘 要41 前言51.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容51.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)51.3 設(shè)計(jì)的目的和意義51.4 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)52 葉輪的水力設(shè)計(jì)62.1 泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)62.2泵主要設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定62.3葉輪主要參數(shù)的選擇和計(jì)算92.4 葉輪的繪型132.5葉片繪型202.6繪制葉片木模圖242.7作葉片進(jìn)、出口速度三角形253壓水室的水力設(shè)計(jì)263.1壓水室的作用及螺旋型壓水室作用的原理263.2渦室的設(shè)計(jì)和計(jì)算284 吸入室的水力設(shè)計(jì)334.1吸入室的介紹及作用334.2半螺旋吸水室的計(jì)算335 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)375.1技術(shù)設(shè)計(jì)總圖初定375.2主要零件的選擇376泵軸的強(qiáng)度校核

2、386.1近似計(jì)算轉(zhuǎn)子部件的質(zhì)量386.2計(jì)算葉輪徑向力406.3計(jì)算軸套的質(zhì)量406.4計(jì)算在各種載荷下軸所受到的力416.5計(jì)算葉輪不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力fc416.6強(qiáng)度校核427 結(jié)論43總結(jié)與體會(huì)44謝辭45參考文獻(xiàn)46摘 要本設(shè)計(jì)是根據(jù)給定設(shè)計(jì)參數(shù)完成150s-50雙吸離心泵水力及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括葉輪、蝸殼、吸水室的水力設(shè)計(jì)和泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。確定出葉輪的幾何參數(shù)，繪制并檢查葉輪軸面投影圖，采用方格網(wǎng)保角變換法完成扭曲形葉片繪型。利用數(shù)字積分法，根據(jù)蝸殼內(nèi)速度矩守恒，確定出蝸殼八個(gè)斷面參數(shù)，并進(jìn)行繪型。同樣對(duì)吸水室進(jìn)行水力設(shè)計(jì)計(jì)算并繪型。最后對(duì)雙吸泵進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制了裝配圖和部分

3、零件圖，并對(duì)軸進(jìn)行了強(qiáng)度校核計(jì)算。關(guān)鍵詞：雙吸泵、葉輪、蝸殼、水力設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)abstractaccording to the design parameters at the given point, this paper accomplished the design of the double-suction pump. it mainly contained the hydraulic design of the impeller ,volute casing and structural of pump,structural design of the pump. based on

4、 the resolution method of design of the pump, author obtained the geometric parameters of the impeller. then author projected and checked the cross-section of impeller, drew the cylindrical blade using methods of grid square conformal transformation. on the basis of constant velocity moment, author

5、calculated parameters of cross-section of volute using digital integral method. author also drew the spiral curve and diffuser of volute casing. finally, the structural of the double-suction pump was designed and assembly drawing component graphics were drew. in addition, this program has been check

6、ed strength of the pump shaft.【key words】：double-suction pumps；impeller；volute casing；hydraulic design；structural design1 前言1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為根據(jù)給定設(shè)計(jì)參數(shù)完成雙吸離心泵150s-50水力及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（主要包括葉輪、壓水室、吸水室的水力設(shè)計(jì)計(jì)算），并完成雙吸泵總裝圖的繪制。該雙吸泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)如下：揚(yáng)程，流量,轉(zhuǎn)速，效率。必需空蝕余量；抽送介質(zhì)為溫度小于80c 的清水或物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的其他液體。1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求

7、的內(nèi)容，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。說(shuō)明書不少于10000字，應(yīng)包括目錄、中文關(guān)鍵詞、正文、參考文獻(xiàn)。完成葉輪、壓水室水力設(shè)計(jì)圖、吸水室水力設(shè)計(jì)圖各一張，泵裝配圖一張。完成3000字專業(yè)文獻(xiàn)英譯漢。1.3 設(shè)計(jì)的目的和意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科四年的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。它是為我們?cè)趯?lái)做好工作奠定基礎(chǔ)。我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中將應(yīng)用自己所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力，使理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)。這一過(guò)程不僅鍛煉我們的創(chuàng)新能力，也要求我們了解并及時(shí)掌握本行業(yè)發(fā)展新動(dòng)態(tài)、新方法和新理論。1.4 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)（1）葉輪水力設(shè)計(jì)，進(jìn)行葉片繪型；（2）壓水室水力設(shè)計(jì)，進(jìn)行壓水室繪型；（3

8、）吸水室水力設(shè)計(jì)，進(jìn)行吸水室繪型；（4）完成總裝圖的繪制；（5）軸的強(qiáng)度計(jì)算；（6）在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書及3000字專業(yè)文獻(xiàn)英譯漢。2 葉輪的水力設(shè)計(jì)葉輪是離心泵的重要過(guò)流部件，水流在進(jìn)入葉輪之前，其流動(dòng)方向大體平行于葉輪軸心線，水流在葉輪中能量增加后，以大體垂直于葉輪軸心線的方向離開葉輪。離心式葉輪通常由前蓋板、后蓋板，以及它們之間的葉片組成。兩相鄰葉片和前后蓋板的內(nèi)表面形成了若干個(gè)葉片流道，也就是水流流經(jīng)葉輪的通道。在給定了葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速之后，在設(shè)計(jì)葉輪時(shí)，首先要確定葉輪全部幾何參數(shù)，它們指葉片數(shù)z,葉輪半徑，出口寬度，葉片出口安放角，葉片出口的排擠系數(shù)

9、，以及葉輪吸入口直徑 。在確定這些幾何參數(shù)時(shí)，常用的辦法有三個(gè)：（1）相似換算法：選一個(gè)性能符合要求，比轉(zhuǎn)速與待設(shè)計(jì)葉輪比轉(zhuǎn)速相等的葉輪，將其放大或縮小。（2）速度系數(shù)法：已有專家在大量統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上將優(yōu)秀葉輪的上述幾何參數(shù)寫成泵的比轉(zhuǎn)速函數(shù)，這些函數(shù)一般以曲線形式給出，設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)待設(shè)計(jì)泵的比轉(zhuǎn)速，通過(guò)查曲線，確定待設(shè)計(jì)葉輪的幾何參數(shù)。這一方法的關(guān)鍵在于所用速度系數(shù)資料是否先進(jìn)，如所用速度系數(shù)資料確能反映優(yōu)秀葉輪的幾何參數(shù)與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系，就能較快的設(shè)計(jì)出性能良好的葉輪。此方法實(shí)質(zhì)是一種廣義相似計(jì)算。（3）解析計(jì)算法：此方法創(chuàng)新性明顯，所用數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)較深，因此工作量大，設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，有時(shí)有風(fēng)險(xiǎn)

10、。目前，這一方法的發(fā)展趨勢(shì)為確定一設(shè)計(jì)目標(biāo)，如降低泵的某種損失或使得拖動(dòng)電機(jī)功率最小等等，然后通過(guò)編程計(jì)算優(yōu)化全部葉輪幾何參數(shù)。此次設(shè)計(jì)以第二種速度系數(shù)法來(lái)確定離心泵葉輪的全部幾何參數(shù)，然后繪制并檢查葉輪軸面投影圖，再以方格網(wǎng)保角變換法繪型扭曲形葉片。2.1 泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)雙吸離心泵流量, 轉(zhuǎn)速，揚(yáng)程, 效率,必需空蝕余量輸送介質(zhì)為溫度小于80c 的清水或物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的其他液體。2.2泵主要設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定2.2.1確定泵的進(jìn)出口直徑（1）泵的吸入口直徑：泵的吸入口直徑由合理的進(jìn)口流量確定，泵吸入口的流速一般為3m/s左右，從制造方面考慮，大型泵的流速取大些，以減小泵的

11、體積，提高過(guò)流能力；而為提高泵的抗汽蝕性能，應(yīng)減小吸入流速。綜合考慮：初定則吸入口徑考慮到泵進(jìn)口法蘭直徑，圓整反算進(jìn)口流速與初選流速相差不大。（2）泵排除口直徑：對(duì)于低揚(yáng)程泵，可取與吸入口徑相同；對(duì)于高揚(yáng)程泵，為減小泵的體積和排除管直徑，可使排除口徑小于吸入口徑。這次設(shè)計(jì)揚(yáng)程h=50m，故初選出口直徑比吸入口直徑小的標(biāo)準(zhǔn)值。2.2.2泵轉(zhuǎn)速的確定及電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定泵轉(zhuǎn)速應(yīng)考慮下面因素：（1）泵的轉(zhuǎn)速越高，體積越小，重量越輕。因此，應(yīng)盡量選擇高的轉(zhuǎn)速。（2）轉(zhuǎn)速與比轉(zhuǎn)速有關(guān)，而比轉(zhuǎn)速與效率有關(guān)。因此， 轉(zhuǎn)速與比轉(zhuǎn)速、效率綜合起來(lái)考慮。（3）確定轉(zhuǎn)速應(yīng)考慮原動(dòng)機(jī)種類和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。通常優(yōu)先選取電動(dòng)機(jī)直接

12、連接傳動(dòng)，由參考書2及泵給定轉(zhuǎn)速, 選取極對(duì)數(shù)p=2，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載后的轉(zhuǎn)速應(yīng)小于同步轉(zhuǎn)速，通常按2%的轉(zhuǎn)差率確定電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低，所以電動(dòng)機(jī)需要配一個(gè)增速裝置，可選用變頻調(diào)速器。電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)方式：通過(guò)聯(lián)軸器直接與泵軸連接傳動(dòng)。（4）提高泵轉(zhuǎn)速受汽蝕性能條件的限制。2.2.3計(jì)算泵的比轉(zhuǎn)速ns 計(jì)算得： =852.2.4汽蝕驗(yàn)算必需空蝕余量由1p表32查得c=780所以：汽蝕允許轉(zhuǎn)速：3345選定的轉(zhuǎn)速低于汽蝕允許轉(zhuǎn)速，滿足要求。2.2.5估算泵的效率、功率由于水力效率很難精確計(jì)算，以及給出了設(shè)計(jì)的總效率,所以先分別計(jì)算或估算機(jī)

13、械效率，容積效率，最后由總效率計(jì)算出水力效率。（1） 機(jī)械效率 （2）容積效率 （3）水力效率 考慮到采用提高泵的表面光潔度來(lái)減小圓盤摩擦損失以提高效率，因此可以在制造過(guò)程中對(duì)泵的表面質(zhì)量進(jìn)行控制。(4)軸功率 計(jì)算功率 （工況變化系數(shù)k=1.11.2）由此確定選用y200l2-2電動(dòng)機(jī),功率37kw,轉(zhuǎn)速2950轉(zhuǎn)/分,工作電壓380v,工作電流69.8a,功率因數(shù)0.89。2.3葉輪主要參數(shù)的選擇和計(jì)算2.3.1泵的直徑應(yīng)按強(qiáng)度和剛度及臨界轉(zhuǎn)速條件確定因?yàn)榕ぞ厥潜米钪饕妮d荷。開始設(shè)計(jì)時(shí)首先按扭矩確定泵軸的最小直徑。同時(shí)根據(jù)所設(shè)計(jì)泵的具體情況，考慮影響和臨界轉(zhuǎn)速的大概的因素?？勺龃致孕薷?，

14、并圓整取為標(biāo)準(zhǔn)值。按鈕矩計(jì)算軸徑的公式為： 取聯(lián)軸器處輪轂處軸徑（注：泵軸材料選用普通優(yōu)質(zhì)碳鋼。選）。2.3.2葉輪進(jìn)口直徑的確定葉輪進(jìn)口直徑與進(jìn)口速度有關(guān)，從前限制進(jìn)口速度一般不超過(guò)34m/s.認(rèn)為進(jìn)一步提高葉輪進(jìn)口流速會(huì)降低泵的抗汽蝕性能和水力效率。實(shí)踐證明：泵在相應(yīng)增加進(jìn)口很廣的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能保持水力效率不變，所以如果所設(shè)計(jì)的泵對(duì)抗汽蝕性能要求不變，可以選較小的以減小葉輪密封環(huán)的泄露量，以提高容積效率。決定葉輪內(nèi)水力損失的是相對(duì)速度的大小和變化，所以應(yīng)該考慮泵進(jìn)口相對(duì)速度的影響，通常在葉輪流道中相對(duì)速度擴(kuò)散的，即。這樣從減小進(jìn)口相對(duì)撞擊損失的流道中的擴(kuò)散損失考慮。都希望減小，若假定最小

15、，可推出計(jì)算葉輪進(jìn)口直徑的公式 進(jìn)口當(dāng)量直徑：（=4.05.0兼顧效率與汽蝕）輪轂直徑： 取所以葉輪進(jìn)口直徑：取2.3.3葉輪出口直徑的計(jì)算葉輪外徑和葉片出口角等出口幾何參數(shù)，是影響泵揚(yáng)程的最重要的因素。另外，是影響泵揚(yáng)程的有限葉片數(shù)修正系數(shù)也與和及葉片數(shù)等參數(shù)有關(guān)?？梢?jiàn)影響揚(yáng)程的幾個(gè)參數(shù)之間有互為影響，因此，必須假定某些參數(shù)為定值的條件下，求解葉輪外徑。 因?yàn)閴核业乃p失和葉輪出口的絕對(duì)速度的平方成正比。為了減小壓水室的水力損失，應(yīng)當(dāng)減小葉輪出口的絕對(duì)速度。因此，在滿足設(shè)計(jì)參數(shù)下使葉輪出口絕對(duì)速度最小作為確定的出發(fā)點(diǎn)。由此可推出的計(jì)算公式為： 取2.3.4葉輪出口寬度的計(jì)算和選擇取2.3

16、.5葉片數(shù)的選擇葉片數(shù)對(duì)泵的揚(yáng)程、效率、汽蝕性能都有一定的影響。選擇葉片數(shù)時(shí)，一方面考慮質(zhì)量減少葉片的排擠和表面的摩擦；另一方面又要使葉輪流道有足夠的長(zhǎng)度，以保證液流的穩(wěn)定性和葉片對(duì)液體的充分作用。根據(jù)以往優(yōu)秀葉輪的葉片數(shù)我取z=6。2.3.6精算葉輪外徑葉輪外徑是葉輪最主要的尺寸，故需要精確計(jì)算。方法是以基本方程式為基礎(chǔ)，從理論上講是比較嚴(yán)格的，但選其中有用的水力效率，有限葉片修正系數(shù)，也只能用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，實(shí)踐證明：精確計(jì)算的數(shù)值基本可靠的。 由基本方程式：由出口速度三角形所以整理后得：解上面的一元二次方程得：由可以求得離心泵一般是選擇適當(dāng)?shù)慕牵?。?）葉片出口安放角一般在范圍內(nèi)，通常

17、選用。對(duì)高比轉(zhuǎn)速泵可以取小些，低比轉(zhuǎn)速泵可以取大些。但是根據(jù)以往優(yōu)秀葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù)，這里?。?）求葉片出口排擠系數(shù)，需要缺點(diǎn)葉片厚度，軸面截線與軸面流線的夾角取。葉片厚度葉片厚度計(jì)算，為了加強(qiáng)抗汽蝕性能，葉輪葉片的材料選用鑄鐵，其密度。葉片出口邊厚度：則取葉片進(jìn)口邊厚度為3.5，出口邊厚度為4。其中：k-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與材料和比轉(zhuǎn)速有關(guān)，這里取k=4.3葉輪初定外徑單級(jí)揚(yáng)程z葉片數(shù)具體精算需一次次逼近計(jì)算，可以用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算，本次設(shè)計(jì)采用excel表格計(jì)算。第一次逼近計(jì)算時(shí)所用的由前面粗算出的。如果求得的與假定的不同，剛同一個(gè)方程對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的，說(shuō)明求得的是建立在不正確的基礎(chǔ)上。這種情況下，需用

18、求得的或任何假定一個(gè)，按上述步驟重新進(jìn)行計(jì)算，直到求得的與假定的相同或相近為止。這里將所需要的幾個(gè)初始數(shù)據(jù)計(jì)算于下：（1）理論揚(yáng)程 （2）葉片修正系數(shù)p 所以：（3）無(wú)窮葉片數(shù)理論揚(yáng)程：，在每次計(jì)算中都可以認(rèn)為不變。 計(jì)算結(jié)果： 2.4 葉輪的繪型葉輪是影響離心泵性能的主要零件。因此，準(zhǔn)確的繪型是保證葉片形狀的必要前提。葉輪各部的尺寸確定之后，可畫出葉輪軸面投影圖，繪圖時(shí)，最好選擇相近、性能良好的葉輪圖作為參考，考慮設(shè)計(jì)泵的具體情況加以改進(jìn)。軸面投影圖的形狀十分關(guān)鍵，應(yīng)經(jīng)過(guò)反復(fù)修改，力求光滑通暢，同時(shí)應(yīng)考慮到：1）前后蓋板出口保持一段平行或?qū)ΨQ變化：2）流道彎曲不應(yīng)過(guò)急，在軸向結(jié)構(gòu)允許的條件下

19、，以采用較大的曲率半徑為宜。這里設(shè)計(jì)的葉片為扭曲葉片，形狀較為復(fù)雜，所以采用保角變換法來(lái)繪型。具體步驟參見(jiàn)1。2.4.1繪制軸面投影圖（1）取1/2 ，做軸心線00的平行線。（2）做軸心線00的垂線0b，使。（3）參照比轉(zhuǎn)速相近的水力模型，以適當(dāng)?shù)陌霃絩做圓弧,分別與de和ob相切，即得葉輪后蓋板的初步輪廓線。（4）過(guò)b點(diǎn)做軸心線00的平行線，并使fb=。（5）做軸心線00的平行線gh，使gh距軸心線的距離為。（6）以jk線上相應(yīng)點(diǎn)為圓心，以為半徑作圓，使之與葉輪后蓋板輪廓線相切。（7）參考相似的水力模型做葉片的軸面投影圖。圖2.1 初步繪制葉輪軸面投影圖2.4.2軸面投影圖的檢查軸面投影圖畫

20、出之后，必須檢查流道面積是否合理化。如果流道面積無(wú)規(guī)律變化，則要產(chǎn)生局部旋渦，增大損失。檢查步驟如下：(1)在軸面投影圖流道內(nèi)做810個(gè)內(nèi)切圓。內(nèi)切圓個(gè)數(shù)越多，檢查的精確度越高。將這些內(nèi)切圓圓心用光滑曲線連接起來(lái)，便是葉輪流道中心線。(2)連接相應(yīng)的圓心與前后蓋板的切點(diǎn)，如圖2.1中三角形aob，將三角形中垂線oc三等分。f點(diǎn)即為三角形的重心，分別過(guò)a，b點(diǎn)做ao，bo垂線，交于d點(diǎn)，以d 點(diǎn)為圓心，da長(zhǎng)為半徑畫弧，弧ab即為軸面液流過(guò)水?dāng)嗝嫘纬删€，可以近似認(rèn)為弧ab的形心與三角形aob重心重合。設(shè)弧長(zhǎng)ab為，弧ab繞葉輪軸心線一周所得軸面液流過(guò)水?dāng)嗝婷娣e可用和他的行心到葉輪軸心線距離與的乘

21、積來(lái)表示。即：(3)依次量出各計(jì)算點(diǎn)過(guò)水?dāng)嗝嫘纬删€與流道中線交點(diǎn)到葉輪進(jìn)口中點(diǎn)的曲線距離、。并分別按上述方法計(jì)算出。、(4)如果比轉(zhuǎn)數(shù)比較小，則在流道中線上取、,各相應(yīng)點(diǎn)的內(nèi)切圓半徑、，內(nèi)切圓圓心距軸心線的距離為、，按計(jì)算各相應(yīng)點(diǎn)的過(guò)流面積。表2.1 軸面流道面積檢查計(jì)算表數(shù)據(jù)rc形成線b面積f流道中線li進(jìn)口41225664.56 0.00 147.3421.66421.58 23.48 254.92206897.95 33.59 363.07187129.43 42.43 474.04167439.54 53.47 583.58157873.24 63.02 693.12148187.11

22、 72.58 出口103138408.92 82.47 (4)作出fl曲線圖2.2 葉輪過(guò)流面積檢查f-l曲線2.4.3作中間流線圖2.2 葉輪過(guò)流面積檢查f-l曲線一元理論假設(shè)流動(dòng)是軸對(duì)稱的，即每個(gè)軸面上的流動(dòng)是相同的。在同一過(guò)流斷面上軸面速度相等，做流線就是將每一過(guò)流斷分成幾個(gè)面積相等的單元面積。反映在軸面投影圖上就是這些流線將過(guò)流斷面形成線分成若干小段，而每段長(zhǎng)度和其形心到葉輪軸心線距離與的乘積相等。圖2.3 初步劃分中間流線圖三條流線將過(guò)流斷面形成線分成兩部分，而，形心到軸心線距離分別為，。得： 或 作中間流線時(shí)可以隨手勾畫出流線的形狀，然后進(jìn)行驗(yàn)算。在同一過(guò)流斷面上分成的每一單元過(guò)流

23、斷面面積都相等。否則，重新修改流線形狀，直到面積相等為止。當(dāng)過(guò)流斷面形成線被分成幾部分后，這些小段曲線與直線相近，檢查時(shí)可以近似的取每一小段弧線的中心點(diǎn)作為該小段的形心。在作中間流線過(guò)程中，要想在同一過(guò)流斷面上分成幾個(gè)絕對(duì)相等的面積是可能的，但是這樣工作量太大，因此在作中間流線過(guò)程中，允許在同一過(guò)流斷面上分成若干個(gè)有一定誤差的斷面。一般允許誤差不得超過(guò)在同一過(guò)流斷面上各小段面積的平均值的3%。進(jìn)口邊流線,適當(dāng)延長(zhǎng)之后使之與軸線平行。按每個(gè)圓環(huán)面積相等確定分點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)分成2個(gè)小流道，則進(jìn)口分點(diǎn)半徑為：n=20123042.4552最后根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)得表2.2 劃分中間流線面積檢查計(jì)算表過(guò)流斷面r

24、i（mm）bi（mm）fi（mm2）誤差1148.329.782967.74 0.41%237.6212.512955.53 2151.499.843181.83 0.05%242.4511.933180.37 3157.549.513436.45 -0.78%251.5910.693463.40 4165.078.823604.20 0.90%262.719.073571.94 5172.388.053659.10 -0.40%271.788.153673.84 6180.067.673856.30 -0.19%279.597.733863.65 7187.857.253999.81 -0.

25、73%287.417.344029.18 8195.626.844107.38 -0.91%295.246.934144.88 圖2.4 確定中間流線后的流道圖2.4.4計(jì)算出口速度出口圓周速度：出口軸面排擠系數(shù)： 出口軸面速度： 出口圓周分速度：無(wú)窮葉片出口圓周分速度：2.4.5作葉片進(jìn)口邊計(jì)算并計(jì)算葉片進(jìn)口速度葉片進(jìn)口邊在平面上的投影在一個(gè)軸面上的為好。但是也可以不在一個(gè)軸面上，在葉輪的軸面投影上作葉片的進(jìn)口邊，應(yīng)盡量使葉片進(jìn)口邊之間的幾條流線趨于相等。進(jìn)口邊和流線夾角最好是直角。葉片進(jìn)口邊軸面投影的形狀，從鑄造角度出發(fā)，最好為一直線或是有一曲率的圓弧。葉片進(jìn)口邊向吸入口方向適當(dāng)延伸，以提

26、高葉輪的抗汽蝕性能，并能使泵性能曲線上出現(xiàn)駝峰的可能性減小。并要求所做的進(jìn)口邊應(yīng)使前后蓋板流線長(zhǎng)度不能相差太大，否則易產(chǎn)生二次回流。作圖時(shí)應(yīng)該考慮以上的綜合因素，并參照比轉(zhuǎn)速相近的模型，作出出口邊。計(jì)算葉片進(jìn)口速度步驟和計(jì)算過(guò)程如下：(1)作葉片進(jìn)口邊(2)計(jì)算各流線的進(jìn)口速度a流線：b流線：c流線：（3）計(jì)算各流線的相關(guān)參數(shù)a流線各相關(guān)參數(shù)先取 b流線各相關(guān)參數(shù)先取 c流線各相關(guān)參數(shù)先取 一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)該采用正沖角，能夠減小排擠，增大過(guò)流能力，減小葉片彎曲，增加葉片進(jìn)口過(guò)流面積，且采用正沖角，在設(shè)計(jì)流量下，液體在葉片進(jìn)口背面產(chǎn)生脫流。因?yàn)楸趁媸侨~道的低壓側(cè)，在這里形成的旋渦不容易向高壓側(cè)擴(kuò)散，

27、因而旋渦是穩(wěn)定的、局部的，對(duì)汽蝕影響較小。采用正沖角，還能改善在大流量下的工作條件，即泵在大流量下運(yùn)轉(zhuǎn)，則應(yīng)選較大正沖角。2.5葉片繪型所謂葉片繪型就是畫葉片，為此，應(yīng)該在幾個(gè)流面上畫出流線（葉片骨線）。然后按一定規(guī)律把這些流線串起來(lái)，變成了無(wú)厚度的葉片。畫葉片有兩種方法，作圖法和解析法。流面是一個(gè)空間曲面，直接在流面上畫流線，不容易表示流線形狀和角度的變化規(guī)律。因此，要設(shè)法把流面展開成平面，在展開的平面上畫流線，然后，在展開圖上畫出流線，按預(yù)先作好的記號(hào)，返回到相應(yīng)的流面上。通常這種作圖，是借助特征線利用插入法進(jìn)行的。下面介紹保角變換法繪型原理步驟。繪型原理：在一流面上，其上有一條流線。用一

28、組夾角為的軸面和一組垂直軸線的平面去截流面，使之在流面上構(gòu)成小扇行格網(wǎng)，并且令小扇行的的軸面流線長(zhǎng)度，和圓周方向上的長(zhǎng)度相等，即=。當(dāng)所分的這些小扇行足夠小時(shí)，則可以把流面上的曲面扇行，近似看作是平面小正方形。流面上的小扇行從進(jìn)口到出口逐漸增大。所謂保角變換，顧名思義，就是保證空間流面上流線與圓周方向的角度不變的變換。在平面上的展開流線只要求其與圓周方向上的夾角和空間流線的角度對(duì)應(yīng)相等。展開流線的長(zhǎng)度和形狀則于實(shí)際流線可能不相同。因此只在相似，而不追求相等，可以設(shè)想把流面展成圓柱面，然后把圓柱面沿母線切開，展成平面。由此可見(jiàn)，空間流線穿過(guò)流面上小扇行，將扇行兩邊分別切成兩段，相應(yīng)的流線在平面方

29、格網(wǎng)上，把正方形兩邊分別切成正比例的兩段，由相似的關(guān)系，則對(duì)應(yīng)的角度相等，即保持角度不變。設(shè)計(jì)葉片和上述相反，是把在平面展開圖上繪制的流線，利用特征線，保持角度不變，變換到（平面和軸面投影）上。因?yàn)樗欣L制扭曲葉片的方法，均適宜繪制圓柱葉片，故以扭曲葉片為例進(jìn)行敘述。（1）沿軸面流線分點(diǎn)分點(diǎn)的實(shí)質(zhì)就是在流面上畫特征線，組成扇行格網(wǎng)。因?yàn)榱髅婵梢杂幂S面圖和平面圖表示，因此，分點(diǎn)在軸面圖上沿一條流線（相當(dāng)于一個(gè)流面）進(jìn)行。流面是軸對(duì)稱的，一個(gè)流面的全部軸面流線均相同，所以只要分相應(yīng)的一條軸面流線，就等于在整個(gè)流面上繪出了方格網(wǎng)。流線分點(diǎn)的方法很多，現(xiàn)在介紹兩種：a).逐點(diǎn)計(jì)算法： 式中：任取的兩軸

30、面間的夾角，一般取=，取的度數(shù)越小，分的點(diǎn)就越多； 流面上的扇行中心（軸面流線兩分點(diǎn)中間）的半徑。分點(diǎn)的方法是葉輪出口，沿軸面流線任意取，量出段中點(diǎn)的半徑，按照計(jì)算。如果算得的等于預(yù)取的，分點(diǎn)是正確的。若不等于，重新取，再算知道兩者相等。繼之，從分得的點(diǎn)起分第2、3、點(diǎn)。這種方法的缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生積累誤差。b).作圖分圖法在軸面投影圖旁，畫兩條夾角等于的射線。這兩條射線表示夾角為的兩個(gè)軸面。與逐點(diǎn)計(jì)算分點(diǎn)法相同，一般取=。從出口開始，先試取，先試取。若中點(diǎn)半徑對(duì)應(yīng)的兩射線間的弧長(zhǎng)，與試取的相等，則分點(diǎn)是正確的，如果不等就逐次逼近，直到=為止。第1點(diǎn)確定后，用同樣的方法確定第2、3、4點(diǎn)。當(dāng)流線平

31、行軸線時(shí)，不變，用對(duì)應(yīng)的截取流線即可。各流線用相同的分點(diǎn)。（2）畫展開流面（平面方格網(wǎng)）并在其上繪制流線因?yàn)楸＝亲儞Q法繪型是基于局部相似，而不追求局部相等，所以幾個(gè)流面可以用一個(gè)平面方格網(wǎng)代替。方格網(wǎng)的大小任意選取，橫線表示軸面流線的相應(yīng)分點(diǎn)，豎線表示夾角為對(duì)應(yīng)分點(diǎn)所用的軸面。而后在其上繪制流線，通常先畫中間流線。流線在方格網(wǎng)的位置應(yīng)該與相應(yīng)軸面流線分點(diǎn)序號(hào)相應(yīng)。進(jìn)出口角度應(yīng)與預(yù)先確定的值相符，包角大小可以靈活掌握。型線的形狀極為重要，不理想時(shí)，應(yīng)堅(jiān)決修改。必要時(shí)，可改變?nèi)~片進(jìn)口邊的位置，包角的大小等。（3）畫軸面截線用軸面（相當(dāng)于方格網(wǎng)中的豎線）去截這五條流線，相當(dāng)于用軸面去截葉片，所截五點(diǎn)

32、的連線、是一條軸面截線，把方格網(wǎng)中的每隔一定的角度的豎線和三條流線的交點(diǎn)，對(duì)于應(yīng)編號(hào)1、2、3、4的位置，用插入法分別點(diǎn)到軸面投影圖相應(yīng)的五條流線上，把所得的點(diǎn)連成光滑的曲線，就得到葉片的軸面截線。軸面截線應(yīng)該光滑，按照一定規(guī)律變化。軸面截線和流線的夾角最好接近90，一般不要小于60。（4）葉片加厚方格網(wǎng)保角變換繪型；一般在軸面投影圖上按照軸面截面所得的軸面截線為骨線向兩邊加厚，或認(rèn)為是工作面向背面加厚。沿軸面流線方向的軸面厚度按照下式計(jì)算：式中s流面厚度； 真實(shí)厚度?？砂戳骶€長(zhǎng)度（如軸面截線）給定。通常，最大厚度在離進(jìn)口為葉片全長(zhǎng)1/31/2處。進(jìn)、出口部分應(yīng)量減薄。一般小泵葉片進(jìn)口流面厚度

33、（或根據(jù)工藝允許的真實(shí)厚度算的流面厚度）約為了,最大厚度為。給定了真實(shí)厚度之后，可以列表計(jì)算各點(diǎn)的軸面厚度sm.其中的角從方格網(wǎng)展開圖上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)量取，角從軸面投影圖上軸面截線對(duì)應(yīng)點(diǎn)量取。其它流線的厚度可以類似算出，小泵各流線可以取相同的厚度，大泵應(yīng)考慮拔模，從后蓋板向前蓋板厚度遞減，因?yàn)槿~片通常向后蓋板方向拔模。圖2.5 流面展開方格網(wǎng)和葉片厚度變化規(guī)律表2.3 葉片加厚計(jì)算表軸面0 s (mm)3.50 3.69 3.88 4.00 4.00 4.00 4.00 a流線a（）23.00 23.30 23.30 23.30 23.30 28.00 28.00 cosa0.92 0.92 0.9

34、2 0.92 0.92 0.88 0.88 ma=s/cosa(mm)3.80 4.02 4.22 4.35 4.35 4.53 4.53 b流線b（）26.00 27.90 27.90 27.90 27.90 28.00 28.00 cosb0.90 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 mb=s/cosb(mm)3.89 4.17 4.39 4.53 4.53 4.53 4.53 c流線c（）29.00 31.80 31.80 31.80 31.80 28.00 28.00 cosc0.87 0.85 0.85 0.85 0.85 0.88 0.88 mc=s/cos

35、c(mm)4.00 4.34 4.56 4.71 4.71 4.53 4.53 2.6繪制葉片木模圖繪制步驟：（1）在葉片的軸面裁剪圖上，做垂直于葉輪線的垂線11，22，這些垂線實(shí)際上就是一些垂直于葉輪軸心線的平面，通常稱為割面或者等高面。它們與葉片的交線就是葉片的木模截面。如果從葉輪入口方向看，葉輪為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。我們就把葉片工作面的木模截線畫在平面投影圖的右側(cè)，把背面的木摸截線畫在投影圖的左側(cè)。本次設(shè)計(jì)的葉輪為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，直線11，22是等距離的，但也可以不是等距離?？丛O(shè)計(jì)者的需要而定，葉片扭曲較大處距離可以取小一些。（2）以o點(diǎn)為圓心作葉輪外圓，并在其中做中心角為的軸面投影線0、。

36、（3）將沿后蓋板處的葉片工作面，背面與后蓋板的交線，以及前蓋板處的葉片工作面與前蓋板的交線投影到0點(diǎn)垂直線的左部，又將沿前蓋板處的葉片工作面，背面與前蓋板處的葉片工作面與后蓋板的交線投影到0點(diǎn)垂直線的右部，于是便得到葉片的內(nèi)外極限輪廓曲線。它們與葉片的入口和出口邊在平面圖上投影。就繪出了制造葉輪葉片木模的外圍線。（4）作模型截線：在葉片的軸面投影圖上，3-3割面截葉片背面的0、軸面截線于a、b、c三點(diǎn)，它們到軸心線距離分別為在平面投影圖上以0為圓心，以為半徑畫弧交于0、軸面投影線于a、b、c三點(diǎn)，將a、b、c三點(diǎn)光滑連接，就可以得到割面 11截葉片背面的模型截線。 同理：可作出其它各條模型截線

37、，這樣就完成了葉片木模圖的繪制。圖2.6 葉片木模圖（ 注：在制造葉輪模型時(shí)，常常直接利用葉片木模裁剪圖，因此，應(yīng)在箔尺上量取葉片裁剪圖的尺寸，如果沒(méi)有箔尺，鑄鐵葉輪的所有尺寸應(yīng)該加1%1.5%作為收縮量。鋼和銅的葉輪應(yīng)該加2.5%作為收縮量。）2.7作葉片進(jìn)、出口速度三角形在前面的設(shè)計(jì)計(jì)算中，得到了各流線上的葉片的進(jìn)出口流速，軸面流速，圓周速度，以及葉片的進(jìn)出口液流角或出口角，加之葉片出口的圓周分速度，則可以作出進(jìn)出口速度三角形。圖2.7 葉片進(jìn)出口速度三角形3壓水室的水力設(shè)計(jì)吸水室位于葉輪之前，壓水室位于葉輪之后，它們一起構(gòu)成泵的過(guò)流部件，因?yàn)槲液蛪核沂枪潭ǖ倪^(guò)流部件。一般不引入相對(duì)

38、速度來(lái)研究其流動(dòng)。通常所說(shuō)的壓水室是指螺旋型的壓水室，環(huán)型壓水室和導(dǎo)葉體的總稱。獲得能量的水流沿葉輪圓周流出后，將進(jìn)入泵的壓水室。壓水室是泵不可缺少的重要過(guò)流部件，其設(shè)計(jì)、制造水平高低，對(duì)泵的性能，特別是泵的效率指標(biāo)和h-q曲線形態(tài)，有十分明顯的影響。根據(jù)泵的用途不同，泵的壓水室有不同的結(jié)構(gòu)形式，但它們的基本功能則是相同的：收集從葉輪中的來(lái)流，將水流送到泵出口或下一級(jí)葉輪入口；水流在葉輪出口處絕對(duì)速度比較大，在低比轉(zhuǎn)速葉輪中尤其是這樣，水流在壓水室出口的平均速度將顯著下降，這種將水流的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能的結(jié)果，將使水流在泵出口管路中的水力損失減小。應(yīng)該指出，由壓水室排出的流量，在設(shè)計(jì)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)

39、是用戶給定的設(shè)計(jì)流量，而不是考慮了容積損失后引入的理論流量。此外，由于壓水室是靜止部件，設(shè)計(jì)中也不引入相對(duì)速度的概念。單級(jí)單吸及單級(jí)雙吸泵中主要采用壓水室為螺旋形壓水室，多級(jí)泵中則采用徑向或流道式導(dǎo)流器及空間導(dǎo)葉。螺旋形壓水室具有適應(yīng)性強(qiáng)，效率高，高效區(qū)寬的優(yōu)點(diǎn)，其主要不足是過(guò)流內(nèi)表面難以機(jī)械加工。螺旋形壓水室由一段面積不斷增大的螺線管（蝸殼）和一擴(kuò)散管構(gòu)成。水流在壓水室中流動(dòng)時(shí)，如果作用于水流的外力對(duì)葉輪軸心線的力矩為零，水流將因慣性而實(shí)現(xiàn)自由流動(dòng)，這時(shí)水流在壓水室中的水力損失為最小。壓水室的內(nèi)表面的幾何形狀應(yīng)保證水流實(shí)現(xiàn)這一流動(dòng)的要求。在作用于水質(zhì)點(diǎn)的外力對(duì)泵軸心線力矩為零的條件下，壓水室

40、中水流速度將有特殊的分布規(guī)律，這一規(guī)律可以由動(dòng)量矩定理獲取。由此得到重要結(jié)論：水流對(duì)泵軸心線的力矩為零時(shí)，蝸殼中水流的速度矩為常數(shù)。因此，不論蝸室在軸斷面上形狀如何，都必須保證在設(shè)計(jì)流量下水流速度分布符合這一要求。3.1壓水室的作用及螺旋型壓水室作用的原理3.1.1壓水室的作用（1）收集從葉輪流出的液體，并輸送到排除口或下一級(jí)葉輪吸入口。（2）保證流出葉輪的流動(dòng)是軸對(duì)稱的，從而使葉輪內(nèi)具有穩(wěn)定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以減小葉輪內(nèi)的水力損失。（3）降低液流速度，使速度能轉(zhuǎn)換成壓能。（4）消降液體從葉輪的流出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以避免由此類造成的水力損失。壓水室的種類有三種，相互比較，螺旋形壓水室有以下優(yōu)點(diǎn)，壓水室的

41、流動(dòng)比較理想，適應(yīng)性較強(qiáng)，高效率范圍寬。因此螺旋形壓水室為泵壓水室的首選的考慮對(duì)象，但其流道不能機(jī)械加工，尺寸形狀。表面粗糙只能靠鑄造來(lái)保證，所以要保證螺旋形行壓水室的形狀的設(shè)計(jì)質(zhì)量鑄造及工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量是關(guān)鍵。葉片式壓水室一般可以單獨(dú)制造，并可以進(jìn)行機(jī)械加工，但水力方面不如螺旋形壓水室理想。渦室主要用于單級(jí)泵和中開式多級(jí)泵，葉片式多用于多級(jí)泵，而導(dǎo)葉的環(huán)形壓水室，能消除徑向力，主要用于大型單級(jí)泵。考慮所設(shè)計(jì)泵的基本參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，選擇螺旋形壓水室。3.1.2螺旋形壓水室的作用及原理 液體從葉輪流出后，進(jìn)入兩個(gè)平行的平板之間當(dāng)忽略液體的粘性摩擦力時(shí)，液體不受任何外力作用。應(yīng)遵從速度矩保持定理。即壓

42、水室的形狀，應(yīng)當(dāng)按照符合這種規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)。下面用數(shù)學(xué)公式來(lái)表示這種流動(dòng)的跡線得到液體流動(dòng)的軌跡后，按此軌道加作此固體壁。就作出了符合液體流動(dòng)的壓水室。因、為常數(shù)，所以流動(dòng)的液流角保持不變，即液體從葉輪流出后的跡線是一條對(duì)稱的螺旋線，液體的流動(dòng)方向與圓周方向的夾角保持不變，這就是螺旋形壓水室對(duì)稱的由來(lái)。螺旋線上任意點(diǎn)的坐標(biāo)可以為： 設(shè)時(shí)， 積分 所以 ( 給定不同的弧度)利用葉輪出口稍后的速度三角形，求得，給定不同的角，可以求得相應(yīng)的半徑來(lái)從而可作出這條對(duì)數(shù)螺旋線來(lái)。實(shí)踐中所作的螺旋形壓水室，為了減小徑向尺寸，壓水室寬度多是擴(kuò)散的，這樣可以減小、角，從而達(dá)到減小徑向尺寸的目的。所設(shè)計(jì)的螺旋形壓水室

43、，能滿足壓水室的要求。第一：壓水室布置在葉輪出口外周，能夠把從葉輪流出的液體收集起來(lái)。第二：在設(shè)計(jì)工況下，液體符合自由流動(dòng)，軸對(duì)稱的，從而保證了葉輪內(nèi)的相對(duì)流動(dòng)的穩(wěn)定性。第三：壓水室隨著收集流量的增加，半徑逐漸向排出口增加，減小，減小，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)能向壓能的轉(zhuǎn)換。第四：由于壓水室的出口的流動(dòng)方向和渦室半徑垂直，這種結(jié)構(gòu)保證清除流動(dòng)的螺旋分量。3.2渦室的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.2.1渦室的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)（1）基圓半徑切于隔舌頭部的圓稱為基圓，用表示。應(yīng)稍大于葉輪外徑，使隔舌和葉輪間有適當(dāng)?shù)拈g隙，該間隙過(guò)小，容易因液流阻塞而引起振動(dòng)和操聲，但間隙過(guò)大，出增大徑向尺寸外，因間隙處存在著流動(dòng)環(huán)，消耗一定的能量，間

44、隙越大泵的效率下降越多。對(duì)于高和尺寸較小的泵取大值，反之取小值。故取（2）渦室進(jìn)口寬度通常大于包括前后蓋板的葉輪出口寬度，至少應(yīng)有一定的間隙，以補(bǔ)償轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)和制造誤差，目前有些渦室取得相當(dāng)寬，以減少泵的徑向尺寸，也好使得葉輪前后蓋板帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)的液體可通暢地流入壓水室，回收部分圓盤摩擦的損失，提高泵的效率，另外可適應(yīng)不同寬度的葉輪，提高產(chǎn)品的通用性。參4，可利用下式計(jì)算：或式中為葉輪出口寬度，為葉輪外徑。則考慮到此次設(shè)計(jì)為矩形斷面，故結(jié)合葉輪的尺寸，以及為了減小泵的徑向尺寸，可適當(dāng)加大b3，取。（3）渦室隔舌安放角隔舌位于渦室螺旋線部分的始端，將螺旋線與擴(kuò)散管隔開，習(xí)慣稱頭部的端面為斷面，隔舌

45、與第斷面的夾角為隔舌安放角，的大小應(yīng)保證螺旋線部分與擴(kuò)散管光滑連接，并盡量減少?gòu)较虺叽纾叩谋么?，大。渦室外壁向徑向擴(kuò)展的較大，因而取較大的角，以使形狀協(xié)調(diào)。參考4p246表81，取20（4）隔舌螺旋角隔舌安放角是隔舌處內(nèi)壁與圓周方向的夾角，為了符合流動(dòng)規(guī)律減少液流的撞擊，隔舌螺旋角應(yīng)等于葉輪出口稍后的絕對(duì)液體流角。由前面的計(jì)算得知：得：取3.2.2渦室斷面形狀和各斷面面積為了便于計(jì)算和繪圖，渦室通常取個(gè)彼此成45的斷面，即用個(gè)軸面切割渦室，設(shè)計(jì)時(shí)先計(jì)算第斷面，其他斷面以第斷面為基礎(chǔ)進(jìn)行確定。根據(jù)渦室的幾種斷面形狀，梯形，矩形，任意形狀，在此選擇矩形斷面形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。參2，計(jì)算渦形體各斷面

46、面積時(shí)，是把渦形體中的圓周方向平均速度看作常數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)的，計(jì)算時(shí)應(yīng)先根據(jù)查取一個(gè)系數(shù)。參3，查，利用公式計(jì)算： 據(jù)參3 p188，查取得計(jì)算斷面的過(guò)流量，參4，利用以下公式計(jì)算： 則 其它斷面面積可利用公式同理：； ；在計(jì)算出各斷面的面積后，應(yīng)根據(jù)選定的斷面形狀推出的斷面面積計(jì)算公式，計(jì)算各斷面距離軸心線的半徑，由于此次繪制的為矩形斷面，則：取r=15mm，則計(jì)算結(jié)果如下表所示：表3.1 矩形渦殼斷面尺寸計(jì)算表斷面包度計(jì)算面積s矩形面積sh=r-r3r倒角r3403231.00 3327.75 55.5 161.5 15.0 2952803.40 2900.15 48.3 154.3 15.0

47、2502375.70 2472.45 41.2 147.2 15.0 2051948.10 2044.85 34.1 140.1 15.0 1601520.50 1617.25 27.0 133.0 15.0 1151092.80 1189.55 19.8 125.8 15.0 70665.20 761.95 12.7 118.7 15.0 25237.60 334.35 5.6 111.6 15.0 圖3.1 矩形斷面示意圖3.2.3確定擴(kuò)散管的擴(kuò)散角和長(zhǎng)度渦形體擴(kuò)散管部分的作用在于降低泵壓出口的液流速度使液體一部分動(dòng)能變?yōu)閴毫δ埽瑴p少壓出管路水力損失。擴(kuò)散管的進(jìn)口可看作是渦形體的斷面（見(jiàn)圖

48、3.2）其出口是泵的壓出口，設(shè)計(jì)計(jì)算擴(kuò)散管的長(zhǎng)度和壓出口直徑時(shí)，原則上長(zhǎng)度應(yīng)盡可能小，并應(yīng)照顧到泵壓出口法蘭尺寸符合法蘭標(biāo)準(zhǔn)，便于加工拆裝螺栓，另外，為了減少擴(kuò)散損失，擴(kuò)散角應(yīng)在8-12的范圍。考慮所設(shè)計(jì)的泵實(shí)際情況及及所選取的法蘭出口直徑，取擴(kuò)散角=11。參考4，由于斷面是矩形的，而泵的壓出口為圓形，所以只能求出渦形體擴(kuò)散管的當(dāng)量壓出角，其計(jì)算公式如下：式中：為擴(kuò)散管當(dāng)量擴(kuò)散角，??；為壓出口徑；為擴(kuò)散管長(zhǎng)度；為斷面當(dāng)量直徑。取l=則代入得: 則取3.2.4渦室的繪形步驟（1）畫第斷面：根據(jù)確定的及計(jì)算得的,圓弧半徑,可以作出斷面圖。（2）畫其它斷面圖：其它斷面圖通常畫在同一平面上,相當(dāng)于多斷

49、面的軸面投影即用軸面截渦室的斷面,圓弧投影到一個(gè)軸面上,各斷面面積應(yīng)等于計(jì)算面積.具體作法如圖壓水室水力設(shè)計(jì)圖。（3） 畫渦室平面圖：根據(jù)計(jì)算得到的各斷面半徑,在平面圖上相應(yīng)的射線上點(diǎn)出,然后光滑連接所得的各點(diǎn),得到渦室平面螺旋線.應(yīng)注意各點(diǎn)應(yīng)在圓弧光滑連接,即后段圓弧的圓心應(yīng)當(dāng)在前一段圓弧終點(diǎn)延長(zhǎng)線上,同時(shí)根據(jù)已知擴(kuò)散管長(zhǎng)度、出口直徑作出擴(kuò)散管外形,具體圖樣如壓水室水力設(shè)計(jì)圖樣。圖3.2 壓水室水力設(shè)計(jì)圖 4 吸入室的水力設(shè)計(jì)4.1吸入室的介紹及作用吸入室泛指泵進(jìn)口（吸入口）到葉輪進(jìn)口前的一段流道。因此，設(shè)計(jì)吸入室時(shí)應(yīng)該保證葉輪進(jìn)口前液流分布均勻，液流運(yùn)動(dòng)的速度方向符合要求。吸水室中的水力損

50、失要比壓水室中的水力損失小得多，因此，與壓水室相比，吸水室的作用要小一些。盡管如此，吸水室仍是水泵中不可缺少的重要部件，而且，在設(shè)計(jì)中對(duì)吸水室絕對(duì)不可以掉以輕心，這是因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的好壞直接影響到水泵汽蝕性能。因此，設(shè)計(jì)吸水室時(shí)，要在水力損失最小的條件下保證：（1）為了創(chuàng)造在設(shè)計(jì)工況下，葉輪內(nèi)穩(wěn)定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿吸水室所有斷面的流速盡可能的均勻分布；（2）將吸入管內(nèi)的速度變?yōu)槿~輪入口所需的速度。按照結(jié)構(gòu)，吸水室可以分為：直錐形吸水室；彎管形吸水室；環(huán)形吸水室；半螺旋形吸水室。半螺旋形吸水室是一種廣泛應(yīng)用的吸水室的形式。主要用在單級(jí)雙吸式水泵，水平中開式多級(jí)泵，以及一些其它的泵上。液體在半螺旋形吸

51、水室中流動(dòng)，將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在葉輪進(jìn)口造成一個(gè)速度環(huán)量。 所以考慮到我所設(shè)計(jì)的泵的參數(shù)及要求，該泵吸入室采用半螺旋形吸水室。4.2半螺旋吸水室的計(jì)算4.2.1各斷面的面積計(jì)算按照習(xí)慣通常從隔舌位置起，每隔22.5作一斷面，令通過(guò)隔舌斷面的編號(hào)，分別為0，。0斷面與斷面之間剛好為180，且0斷面一般與水平線成45的夾角。如圖4.1所示。經(jīng)有關(guān)試驗(yàn)表明，從0斷面到斷面各斷面的液流速度基本上是相等的，且流量沿圓周方向分布，也基本上是均勻的，因此在設(shè)計(jì)八個(gè)斷面時(shí)，可以按照吸入室的平均速度來(lái)進(jìn)行計(jì)算。在進(jìn)行半螺旋形吸水室的時(shí)候，可以假定沿整個(gè)圓周流量均勻分布，這樣當(dāng)單級(jí)雙吸泵采用螺旋形吸水室，通過(guò)斷面的流量為：q=q/4 q為泵的設(shè)計(jì)流量通常半螺旋形吸水室各斷面的平均流速可以按照下式確定 為葉輪進(jìn)口速度，由葉輪設(shè)計(jì)確定。對(duì)于雙吸泵：所以 ： 取=3.3 m/s。則。因?yàn)槠溆鄶嗝娴拿娣e可以按圓周方向流量均勻分布來(lái)確定。即 所以 ； ； ； ； ；半螺旋形吸水室：a=（1.25-1.35）a=4545；a=(1.5-1.8) a=6000；adj=（3.14dj2）/4=8490.56；a-=(1.25-1.55)adj=13000；a-=(1.20-1.45)adj=12000；a-=(1.