課程設(shè)計離心泵水力設(shè)計

1、課程設(shè)計說明書題目: 離心泵水力設(shè)計 院（部）： 機械工程學(xué)院 專業(yè)班級： 過控08-1班 課程設(shè)計任務(wù)書 機械工程 院（部） 過程控制 教研室學(xué)號 學(xué)生姓名專業(yè)（班級）題目離心泵水力設(shè)計設(shè)計技術(shù)參數(shù) 流量Q：145 /h 揚程H：60 m 轉(zhuǎn)速n: 2900 r/min 效率：78%設(shè)計要求 1.用速度系數(shù)法和解析計算法進行離心泵水力設(shè)計。 2.編寫設(shè)計計算說明書工作量 1.離心泵結(jié)構(gòu)方案的確定。 2.離心泵水力過流部件（葉輪）主要幾何參數(shù)的選擇和計算。 3.葉輪軸面投影圖的繪制工作計劃 6月13日到14日查閱相關(guān)資料了解設(shè)計大致步驟； 6月15日到18日確定葉輪主要幾何參數(shù)和編寫說明書；

2、6月19日繪制葉輪軸面投影圖； 6月20日上交說明書并做答辯；參考資料 1.水泵及水泵站習(xí)題實驗課程設(shè)計指導(dǎo)書 2.泵的理論與設(shè)計 關(guān)醒凡 機械工業(yè)出版社 T414/19 3.現(xiàn)代泵技術(shù)手冊 關(guān)醒凡 1959.9 4.離心泵 陳乃祥 吳玉林 TH311/C527 5.離心泵與軸流泵原理及水利設(shè)計 丁成偉 T414.2/5 6.葉片泵原理及水利設(shè)計 查森 T414.2/7指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字目 錄第一章 緒論31.1 泵的用途31.2 泵的分類31.3 離心泵主要部件4第二章 結(jié)構(gòu)方案的確定52.1 確定泵比轉(zhuǎn)速52.2 確定泵進、出口直徑52.3 確定效率和功率以及電動機的選擇52.4

3、聯(lián)軸器處軸徑的初步確定及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計6第三章 葉輪的水力設(shè)計 7 3.1 葉輪進口直徑D0的確定 73.2 確定葉片入口邊直徑8 3.3 確定葉片入口處絕對速度和入口寬度83.4 確定葉片入口處圓周速度 83.5 確定葉片數(shù)Z 93.6 確定葉片入口軸面速度和入口安放角93.7 確定葉片出口安放角和葉輪外徑 93.8 確定葉片厚度93.9 計算排擠系數(shù)93.10 確定葉片包角103.11 確定葉片出口寬度 103.12 計算有限葉片時，液體出口絕對速度以及與的夾角113.13 葉輪的軸面投影圖以 12第四章 壓水室的設(shè)計 124.1 基圓直徑的確定134.2 壓水室的進口寬度134.3 隔舌安

4、放角 134.4 泵舌安放角 134.5 斷面面積F 134.6 當(dāng)量擴散角144.7 各斷面形狀的確定14計算數(shù)據(jù)匯總 16結(jié)束語 17參考文獻 18 第一章 緒論1.1泵用途農(nóng)業(yè)灌溉和排澇，城市給水排水；動力工業(yè)中鍋爐給水泵、強制循環(huán)泵、循環(huán)水泵、冷凝泵、灰渣泵、疏水泵、燃油泵等；采礦工業(yè)的礦山排水泵、水砂充填泵；石油工業(yè)中泥漿泵、注水泵、深井才有泵、輸油泵、石油煉制泵等；化學(xué)工業(yè)中耐腐蝕泵、比例泵、計量泵。1.2泵的分類泵：通常把提升液體、輸送液體和使液體增加壓力的機器統(tǒng)稱為泵。（1）葉片泵：利用葉片和液體相互作用來輸送液體，如離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵等。（2）容積泵：利用工作容積

5、周期性變化來輸送液體，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齒輪泵、螺桿泵等。（3）其它類型泵：只改變液體位能的泵，如水車；或利用流體能量來輸送液體的泵，如射流泵、水錘泵等。流量在520000，揚程在82800范圍內(nèi)使用離心泵比較合適。優(yōu)點：效率高、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)速高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、性能平穩(wěn)、容易操作和維修等。缺點：啟動前需要灌泵、液體粘度對泵性能有較大影響，如下圖1-1所示。 圖1-1離心泵輸送清水的粘度極限 1.3離心泵主要部件 圖1-2 離心泵的葉輪 第二章 結(jié)構(gòu)方案確定 2.1 確定比轉(zhuǎn)數(shù) 計算泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns，確定泵的結(jié)構(gòu)方案。公式為 (101） 式中 Q單吸葉輪泵的流量，m3/s H單級

6、葉輪泵的揚程，m。 則： =100.224 2.2 確定泵進、出口直徑 泵的進出口直徑 。吸入口直徑Ds由進口流速(經(jīng)濟流速)決定， 初選23.5 m/s 試選 m/s 則 =132.983 mm 按標(biāo)準(zhǔn)取135 mm 而出口直徑Dt按經(jīng)驗公式Dt（0.71.0）Ds確定。 對于低壓小流量泵，取泵出口直徑，則取=135 mm 2.3 確定效率和功率以及電動機的選擇 1）估算容積效率： =0.94 2）估算機械效率： =0.93 3) 總效率： 4）估算水力效率： =0.88 軸功率： =31.818 kw 配套電機功率=1.231.818=38.182 kw 選用電動機查機械設(shè)計課程設(shè)計附表9

7、-1，選用Y225M-2 型電 動機。其參數(shù)為同步轉(zhuǎn)數(shù)為3000 r/min，滿載轉(zhuǎn)數(shù)為2970 r/min, 額定功率為45 kw。 2.4 聯(lián)軸器處軸徑的初步確定及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）軸徑的確定 泵軸的直徑應(yīng)按其承受的外載荷（拉、壓、彎、扭）和剛度及臨界轉(zhuǎn) 速條件確定。因為扭矩是泵軸最主要的載荷，所以在開始設(shè)計時，可按扭矩確定泵軸的最小直徑（通常是聯(lián)軸器處的軸徑）。 扭矩 =1281.862 kgcm泵軸選用35 Q275，正火處理,查表=，取 最小軸徑： =24.24 mm 2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮軸上零件的固定和定位，以及裝配順序，選用下圖裝配方案： 圖1-3 軸上零件裝備圖 第三章 水利設(shè)

8、計（速度系數(shù)法） 3.1 葉輪進口直徑D0的確定 1)求 ,查泵產(chǎn)品設(shè)計規(guī)程圖1-1-15得=0.20 m/s 2）求通過葉輪的流量 =0.047 3）求葉輪進口直徑 =93.407 mm 3.2確定葉片入口邊直徑 一般按確定：=100200 取=93.407 mm 3.3確定葉片入口處絕對速度和入口寬度 取=6.859 =23.454 mm 為提高氣蝕性能可適當(dāng)增大，取=30 mm ,經(jīng)驗表明，葉片入口過流斷面積和葉輪入口面積之比，在下列范圍內(nèi)較好： =1.012合適。 3.4確定葉片入口處圓周速度 =14.121 m/s 3.5確定葉片數(shù)Z 對=100（60250） Z=6 3.6確定葉片

9、入口軸面速度和入口安放角 = 取=1.3 ， 則 m/s 設(shè)進口無旋，則液流角為： 解得32.27取葉片入口安放角為： 3.7確定葉片出口安放角和葉輪外徑 一般取 ，高 取小值，低取大值，通常取 在這里取 ，由圖1-1-15取=1.00 。 =34.293 m/s =225.851 mm 3.8確定葉片厚度 葉片厚度S可按下列經(jīng)驗公式計算： = 5 mm， 材料為鑄鐵。 3.9計算排擠系數(shù) 葉片圓周厚度和節(jié)距 = 9 mm = 48.718 mm = 1.3 此處計算的與假設(shè)的相符，不需要重算。 3.10確定葉片包角 對=的泵，一般取 ，低取大值，取 3.11確定葉片出口寬度 由圖1-1-15

10、取 ，葉輪出口軸面速度為： =4.801 m/s 葉片出口圓周厚度： =10 mm 葉輪出口寬度： =15.061 mm 3.12計算有限葉片時，液體出口絕對速度以及與的夾 角： =25.977 m/s =0.3596 式中：（）+（經(jīng)驗系數(shù)）取 =19.1064 m/s = =19.700 m/s 3.13 葉輪的軸面投影圖 圖1-4 葉輪軸面投影圖簡圖 第四章 壓水室的設(shè)計壓水室是指葉輪出口到泵出口法蘭（對節(jié)段式多級泵是到次級葉輪出口前，對水平中開水泵則是到過渡流道之前）的過渡部分。設(shè)計壓水室的原則：1、水力損失最小，并保證液體在壓水室中的流動是軸對稱的,以保證葉輪中的流動穩(wěn)定； 2、在能

11、量轉(zhuǎn)換過程中，軸對稱流動不被破壞；3、消除葉輪的出口速度環(huán)量，即進入第二級葉輪之前，速度環(huán)量等于0。 4、設(shè)計工況，流入液體無撞擊損失。 5、因流出葉輪的流體速度越大，壓出室的損失hf越大，對低ns尤甚，因此對低ns泵，加大過流面積，減小損失hf。 4.1 基圓直徑的確定 ，取 =243.919 mm 4.2 壓水室的進口寬度 =35.061 mm （取C=10mm） 4.3 隔舌安放角 = 4.4泵舌安放角 查手冊，取 4.5 斷面面積F 采用速度系數(shù)法，查得 ，壓水室中液流速度： =12.345 m/s 第8斷面的面積：=3375.186 其他各斷面面積： =2953.287 =2531.

12、389 =2109.491 =1687.593 =1265.695 =843.797 =421.898 4.6 當(dāng)量擴散角 擴散角常用范圍為，取 4.7各斷面形狀的確定 確定角： 一般，取求A、B值: 求斷面高H及半徑R（8個斷面分別求） 斷面1: =10.989 mm =2.801 mm 斷面2： =20.451 mm =5.213 mm 斷面3： =28.886 mm =0.254928.886=7.363 mm 斷面4： =36.571 mm =9.322 mm 斷面5： =43.676 mm =11.133 mm 斷面6： =50.314 mm =12.825 mm 斷面7： =56.

13、569 mm =14.419 mm 斷面8： =62.936 mm =16.042 mm葉片計算數(shù)據(jù)匯總計算量符號數(shù)值單位進口直徑93.407mm入口直徑93.407mm入口寬度23.454mm葉片數(shù)Z6個入口安放角33度出口安放角30度葉輪外徑225.851mm葉片厚度S5mm排擠系數(shù)1.3度葉片包角135度葉片出口厚度15.061mm結(jié)束語 為期一周的課程設(shè)計終于結(jié)束了，雖然整天很忙碌很疲勞，但感覺收獲還是蠻大的。通過這次課程設(shè)計，不僅學(xué)到了離心泵水利設(shè)計的知識，而且還學(xué)會了運用各種軟件。尤其是后者，通過這幾天的學(xué)習(xí)和使用，我們已經(jīng)基本掌握了這些軟件的使用方法和特點，比如說word和exc

14、el，以前只是懂了個皮毛，現(xiàn)在有了更深一步的了解和學(xué)會了大部分基本使用方法，我想這些軟件的使用技巧，會在我們以后工作中有很大的幫助。特別是Autocad我們又重新熟悉了以前學(xué)會的技巧。 以前我們在課堂上只是學(xué)到了簡單的關(guān)于離心泵的理論知識，并沒有考略到實際的工作原理和實際的工況。而本次課程設(shè)計正是我們理論結(jié)合實際的好機會。在課程設(shè)計過程中，我能夠運用自己掌握的理論知識去分析離心泵的結(jié)構(gòu)和實際工作情況，使理論知識得到充實、印證、鞏固和深化。 七天的專注和辛勞，換回了我們對課程設(shè)計的重新認識，對離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理的深刻理解，讓我們學(xué)會了理論與實際結(jié)合的目的。通過這次課程設(shè)計，我既體會到學(xué)習(xí)書本

15、知識的重要性，又提高了自己解決實際工程問題的能力，這為后續(xù)的學(xué)習(xí)以及將來的工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。 在此，我特別感謝來老師的時時刻刻的指導(dǎo)，讓我一次次克服困難，還有隊友的相互幫助。參考文獻 1.水泵及水泵站習(xí)題實驗課程設(shè)計指導(dǎo)書 2.泵的理論與設(shè)計 關(guān)醒凡 機械工業(yè)出版社 T414/19 3.現(xiàn)代泵技術(shù)手冊 關(guān)醒凡 1959.9 4.離心泵 陳乃祥 吳玉林 TH311/C527 5.離心泵與軸流泵原理及水利設(shè)計 丁成偉 T414.2/5 6.葉片泵原理及水利設(shè)計 查森 T414.2/7學(xué)生姓名： 學(xué)號： 專業(yè)班級： 課程設(shè)計題目： 離心泵水力設(shè)計 指導(dǎo)教師評語： 在為期一個星期的課程設(shè)計中，該同學(xué)能在老師的嚴格要求