水泵水力設(shè)計(jì)CH學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1水泵水力水泵水力(shul)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)CH第一頁(yè)，共59頁(yè)。一、特點(diǎn)一、特點(diǎn)(tdin) 流量大、揚(yáng)程低、比轉(zhuǎn)速(zhun s)高 Q：0.3 70 (m3/s) 當(dāng)Q8(m3/s)時(shí)，屬大型軸流泵 H：1.0 15(m) D: 0.2 5(m) ns:500 1600 例：南水北調(diào)東線，從長(zhǎng)江調(diào)水1000m3/s，35座泵站，幾乎全部用軸流泵二、結(jié)構(gòu)型式二、結(jié)構(gòu)型式 按葉片的安放角度是否可調(diào)，分為：按葉片的安放角度是否可調(diào)，分為： 固定式葉片軸流泵：葉片固定在輪轂體上（一體結(jié)構(gòu)），角度不可調(diào)固定式葉片軸流泵：葉片固定在輪轂體上（一體結(jié)構(gòu)），角度不可調(diào) 半調(diào)節(jié)葉片軸流泵：停機(jī)拆下葉輪后可

2、調(diào)整葉片的角度半調(diào)節(jié)葉片軸流泵：停機(jī)拆下葉輪后可調(diào)整葉片的角度 全調(diào)節(jié)葉片軸流泵：借助調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在泵運(yùn)行時(shí)可自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片角度全調(diào)節(jié)葉片軸流泵：借助調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在泵運(yùn)行時(shí)可自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片角度第2頁(yè)/共59頁(yè)第二頁(yè)，共59頁(yè)。三、組成三、組成(z chn) 基本部件：基本部件： 1 1、葉輪、葉輪 2 2、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉 3 3、軸、軸 4 4、進(jìn)水喇叭管、進(jìn)水喇叭管 5 5、出水彎管、出水彎管 結(jié)構(gòu)劃分：結(jié)構(gòu)劃分： 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)輪室轉(zhuǎn)輪室 輪轂體輪轂體 擴(kuò)散管擴(kuò)散管 第3頁(yè)/共59頁(yè)第三頁(yè)，共59頁(yè)。四、葉輪設(shè)計(jì)四、葉輪設(shè)計(jì)(shj)方法方法 1 1、升力法、升力法

3、以翼型的繞流特性并依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的葉片設(shè)計(jì)法，是一半理論、半經(jīng)驗(yàn)的方法以翼型的繞流特性并依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的葉片設(shè)計(jì)法，是一半理論、半經(jīng)驗(yàn)的方法(fngf)(fngf) 2 2、圓弧法、圓弧法 利用無(wú)限薄的圓弧翼型葉柵代替葉片柵，借助繞流圓弧翼型葉柵的積分方程式的解，來(lái)計(jì)算葉片。程序簡(jiǎn)單、實(shí)用利用無(wú)限薄的圓弧翼型葉柵代替葉片柵，借助繞流圓弧翼型葉柵的積分方程式的解，來(lái)計(jì)算葉片。程序簡(jiǎn)單、實(shí)用 3 3、奇點(diǎn)分布法、奇點(diǎn)分布法 采用分布的奇點(diǎn)系列（渦、源、匯）代替葉片采用分布的奇點(diǎn)系列（渦、源、匯）代替葉片第4頁(yè)/共59頁(yè)第四頁(yè)，共59頁(yè)。一、圓柱層無(wú)關(guān)一、圓柱層無(wú)關(guān)(wgun)性假定性假

4、定 在葉輪中液體質(zhì)點(diǎn)是在以泵軸線為中心的圓柱面上流動(dòng)在葉輪中液體質(zhì)點(diǎn)是在以泵軸線為中心的圓柱面上流動(dòng)(lidng)(lidng)，且相鄰各圓柱面上液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)互不相關(guān)。即液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的，且相鄰各圓柱面上液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)互不相關(guān)。即液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的Vr=0.Vr=0. 圓柱面即是流面。圓柱面即是流面。 二、直列葉柵二、直列葉柵 因?yàn)闊o(wú)關(guān)性假定，所以，流動(dòng)可簡(jiǎn)化為研究圓柱面上的流動(dòng)，用因?yàn)闊o(wú)關(guān)性假定，所以，流動(dòng)可簡(jiǎn)化為研究圓柱面上的流動(dòng)，用drdr截取微小圓柱層，取出后沿母線切開(kāi)，展為平面，葉片截面（翼型）組成平面直列葉柵。截取微小圓柱層，取出后沿母線切開(kāi)，展為平面，葉片截面（翼型）組成平面直列葉柵

5、。 考慮到翼型等距，所以，可視為平面無(wú)限直列葉柵?？紤]到翼型等距，所以，可視為平面無(wú)限直列葉柵。 這樣，軸流泵內(nèi)的流動(dòng)，可簡(jiǎn)化為研究對(duì)應(yīng)幾個(gè)圓柱流面的葉柵中的繞翼型的流動(dòng)。這樣，軸流泵內(nèi)的流動(dòng)，可簡(jiǎn)化為研究對(duì)應(yīng)幾個(gè)圓柱流面的葉柵中的繞翼型的流動(dòng)。第5頁(yè)/共59頁(yè)第五頁(yè)，共59頁(yè)。葉柵的主要性能參數(shù)：葉柵的主要性能參數(shù)： 1 1、列線、列線柵中翼型對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線柵中翼型對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線 2 2、柵軸、柵軸與列線垂直的直線與列線垂直的直線(zhxin)(zhxin) 3 3、柵距、柵距翼型間的距離翼型間的距離t t 4 4、稠密度、稠密度翼弦翼弦l l與柵距與柵距t t之比之比 5 5、安放角、安放角翼

6、弦與列線的夾角翼弦與列線的夾角ee 6 6、沖角、沖角無(wú)窮遠(yuǎn)處來(lái)流方向與弦?jiàn)A角無(wú)窮遠(yuǎn)處來(lái)流方向與弦?jiàn)A角 7 7、葉輪直徑、葉輪直徑D D，輪轂直徑，輪轂直徑dhdh第6頁(yè)/共59頁(yè)第六頁(yè)，共59頁(yè)。三、速度三、速度(sd)三角形三角形1 1、進(jìn)口、進(jìn)口(jn ku)(jn ku)速度三角形速度三角形6011nDu4/)(221hhmdDQv01uv2 2、出口、出口(ch ku)(ch ku)速度三角形速度三角形uuu12mmmvvv12ugHvTu/2)2/(222Rvu 或：或：（進(jìn)出口速度三角形可重疊畫(huà)在一起）（進(jìn)出口速度三角形可重疊畫(huà)在一起） 注意：一般注意：一般第7頁(yè)/共59頁(yè)第七頁(yè)

7、，共59頁(yè)。3 3、2212221222uumuumvvuvwwwww 在葉柵計(jì)算時(shí)，取葉柵前后在葉柵計(jì)算時(shí)，取葉柵前后(qinhu)(qinhu)相對(duì)速度相對(duì)速度W1W1，W2W2的平均值的平均值WW，作為無(wú)窮遠(yuǎn)處來(lái)流的速度。，作為無(wú)窮遠(yuǎn)處來(lái)流的速度。221uumumevvuvwwtg Vm Vm可用可用VmVm代替代替(dit)(dit)：kvvmm/ 其中其中(qzhng)(qzhng)：k k為排擠系數(shù)，可按下式計(jì)：為排擠系數(shù)，可按下式計(jì)：FfFkeetklfltFsin32132,sin第8頁(yè)/共59頁(yè)第八頁(yè)，共59頁(yè)。四、徑向四、徑向(jn xin)平衡理論平衡理論 由于沿半徑方向

8、上各個(gè)流面（基元級(jí)）上的流動(dòng)不是相互獨(dú)立的，因此，要建立由于沿半徑方向上各個(gè)流面（基元級(jí)）上的流動(dòng)不是相互獨(dú)立的，因此，要建立(jinl)(jinl)之間的聯(lián)系。之間的聯(lián)系。 本章引入如下簡(jiǎn)化（假定）：本章引入如下簡(jiǎn)化（假定）： (1) (1) 介質(zhì)的流動(dòng)是理想的穩(wěn)定流動(dòng)，與外界沒(méi)有熱交換，并略去策略影響。介質(zhì)的流動(dòng)是理想的穩(wěn)定流動(dòng)，與外界沒(méi)有熱交換，并略去策略影響。 (2) (2) 圓柱層無(wú)關(guān)性假定，即圓柱層無(wú)關(guān)性假定，即 (3) (3) 流動(dòng)是軸對(duì)稱的，即流動(dòng)是軸對(duì)稱的，即0rv 由達(dá)朗倍爾原理由達(dá)朗倍爾原理(yunl)(yunl)，作用在流體微元上的壓力與離心力相平衡，則可推得：，作用在

9、流體微元上的壓力與離心力相平衡，則可推得：0/ 該式即為徑向平衡方程（詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)教科書(shū)該式即為徑向平衡方程（詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)教科書(shū)P.231P.231，還可通過(guò)流體運(yùn)動(dòng)微分方程式來(lái)推導(dǎo)，自學(xué)推導(dǎo)過(guò)程）。，還可通過(guò)流體運(yùn)動(dòng)微分方程式來(lái)推導(dǎo)，自學(xué)推導(dǎo)過(guò)程）。 由于假定了由于假定了Vr=0,Vr=0,故稱之為簡(jiǎn)化的徑向平衡方程，據(jù)此條件的設(shè)計(jì)，叫簡(jiǎn)化三元設(shè)計(jì)。將壓力故稱之為簡(jiǎn)化的徑向平衡方程，據(jù)此條件的設(shè)計(jì)，叫簡(jiǎn)化三元設(shè)計(jì)。將壓力p p用揚(yáng)程用揚(yáng)程H H表示后，有：表示后，有：rvdrdpu2rvrrvrrHgmud)(dd)(d121dd222第9頁(yè)/共59頁(yè)第九頁(yè)，共59頁(yè)。五、流型與葉片五、流型與葉

10、片(ypin)扭曲規(guī)律扭曲規(guī)律 流動(dòng)參數(shù)沿徑向的分布必須滿足徑向平衡方程，不能任意流動(dòng)參數(shù)沿徑向的分布必須滿足徑向平衡方程，不能任意(rny)(rny)給定，但滿足這個(gè)條件的分布并不是唯一的。流動(dòng)參數(shù)沿徑向的分布就稱之為流型。給定，但滿足這個(gè)條件的分布并不是唯一的。流動(dòng)參數(shù)沿徑向的分布就稱之為流型。 不同流型所對(duì)應(yīng)的葉片形狀不同。常用的流型主要有：等環(huán)量級(jí)、等反作用度級(jí)、變環(huán)量級(jí)。不同流型所對(duì)應(yīng)的葉片形狀不同。常用的流型主要有：等環(huán)量級(jí)、等反作用度級(jí)、變環(huán)量級(jí)。constrvu 1 1、等環(huán)量級(jí)（自由旋渦、等環(huán)量級(jí)（自由旋渦(xunw)(xunw)級(jí)）級(jí)） 等環(huán)量級(jí)或稱自由旋渦等環(huán)量級(jí)或稱自由

11、旋渦(xunw)(xunw)級(jí)，是指環(huán)量級(jí)，是指環(huán)量（或（或 ）沿半徑方向不變。）沿半徑方向不變。 當(dāng)假定各流面上的翼型產(chǎn)生相同的揚(yáng)程，則由前式有：當(dāng)假定各流面上的翼型產(chǎn)生相同的揚(yáng)程，則由前式有：0d)(dd)(d1222rvrrvrmu0drdvmrvu 該結(jié)果也可由無(wú)旋運(yùn)動(dòng)微分方程式中得到（見(jiàn)教科書(shū)該結(jié)果也可由無(wú)旋運(yùn)動(dòng)微分方程式中得到（見(jiàn)教科書(shū)P235P235，自學(xué)推導(dǎo)過(guò)程）。因此，又叫自由旋渦級(jí)。，自學(xué)推導(dǎo)過(guò)程）。因此，又叫自由旋渦級(jí)。第10頁(yè)/共59頁(yè)第十頁(yè)，共59頁(yè)。 下面下面(xi mian)(xi mian)討論在等環(huán)量級(jí)中各流動(dòng)參數(shù)沿半徑的變化。這里以平均半徑處（下標(biāo)為討論在等

12、環(huán)量級(jí)中各流動(dòng)參數(shù)沿半徑的變化。這里以平均半徑處（下標(biāo)為avav）的參數(shù)為基礎(chǔ)。）的參數(shù)為基礎(chǔ)。1212,uuuuuuvvvwww 故故wuwu隨著半徑的增加而減少，說(shuō)明隨著半徑的增加而減少，說(shuō)明(shumng)(shumng)等環(huán)量級(jí)葉片在葉根處彎曲度在，而在輪緣處彎曲度小。等環(huán)量級(jí)葉片在葉根處彎曲度在，而在輪緣處彎曲度小。 (1) Wu (1) Wu沿半徑沿半徑(bnjng)(bnjng)的變化的變化 在某一半徑在某一半徑(bnjng)r(bnjng)r處，有：處，有： 而而 , ,且理論揚(yáng)程沿半徑方向不變，則有：且理論揚(yáng)程沿半徑方向不變，則有：gvvrHuuT)(12avuavuavua

13、vuuuuuwrrwwrwrvvrvrwr)()()()(const)(12第11頁(yè)/共59頁(yè)第十一頁(yè)，共59頁(yè)。avmmavuavuvvvrrv)()()(1111 故切向速度隨著故切向速度隨著(su zhe)(su zhe)半徑的增加而減少，軸向速度沿徑向不變。半徑的增加而減少，軸向速度沿徑向不變。 (2) Vu (2) Vu和和VmVm沿半徑的變化沿半徑的變化 由由 （沿半徑方向（沿半徑方向(fngxing)(fngxing)不變），有：不變），有： 進(jìn)口處：進(jìn)口處： 出口處：出口處：constrvuavmmavuavuvvvrrv)()()(2222第12頁(yè)/共59頁(yè)第十二頁(yè)，共59頁(yè)

14、。avavavuavmumavavavuavmumtgrrvrrvvvtgtgrrvrrvvvtg)()()()()()()()(222222111111 所以所以(suy)(suy)，當(dāng)半徑，當(dāng)半徑r r增加時(shí)，絕對(duì)流動(dòng)角增加時(shí)，絕對(duì)流動(dòng)角11和和22均增加。均增加。 (3) (3) 流動(dòng)流動(dòng)(lidng)(lidng)角沿半徑的變化角沿半徑的變化avuavavavmumavuavavavmumvrrurrvvuvtgvrrurrvvuvtg)()()()()()()()(2222211111 所以，當(dāng)半徑所以，當(dāng)半徑(bnjng)r(bnjng)r增加時(shí)，絕對(duì)流動(dòng)角增加時(shí)，絕對(duì)流動(dòng)角11和

15、和22均減小。均減小。第13頁(yè)/共59頁(yè)第十三頁(yè)，共59頁(yè)。 (4) (4) 等環(huán)量級(jí)的優(yōu)缺點(diǎn)等環(huán)量級(jí)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 沿半徑揚(yáng)程和軸向速度不變，計(jì)算簡(jiǎn)單沿半徑揚(yáng)程和軸向速度不變，計(jì)算簡(jiǎn)單 具有無(wú)旋運(yùn)動(dòng)的形式，可以認(rèn)為效率比較高具有無(wú)旋運(yùn)動(dòng)的形式，可以認(rèn)為效率比較高 計(jì)算值與實(shí)際情況較接近計(jì)算值與實(shí)際情況較接近 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 輪轂處的安放角很大，葉片扭曲嚴(yán)重，繪型、鑄造困難輪轂處的安放角很大，葉片扭曲嚴(yán)重，繪型、鑄造困難 沿半徑相對(duì)速度增加較快，會(huì)使沿半徑相對(duì)速度增加較快，會(huì)使NPSHrNPSHr的值增加，降低抗汽蝕性能的值增加，降低抗汽蝕性能 改進(jìn)：改進(jìn)： 一般降低輪轂處的一般降低輪轂

16、處的，這樣，這樣(zhyng)(zhyng)使葉片平坦，水力性能變好使葉片平坦，水力性能變好第14頁(yè)/共59頁(yè)第十四頁(yè)，共59頁(yè)。2 2、等反作用度級(jí)、等反作用度級(jí) 反作用度反作用度的定義的定義(dngy)(dngy)：uvuvuwuuu211 一般一般(ybn)(ybn)在在0 0至至1 1之間，當(dāng)之間，當(dāng)=0.5=0.5時(shí)，進(jìn)出口速度三角形是對(duì)稱的。時(shí)，進(jìn)出口速度三角形是對(duì)稱的。3 3、變環(huán)量級(jí)、變環(huán)量級(jí) 考慮到等環(huán)量級(jí)的缺點(diǎn)，當(dāng)輪轂比較小時(shí)，為改善葉片過(guò)分扭曲的弱點(diǎn)，采用變環(huán)量來(lái)設(shè)計(jì)?？紤]到等環(huán)量級(jí)的缺點(diǎn)，當(dāng)輪轂比較小時(shí)，為改善葉片過(guò)分扭曲的弱點(diǎn)，采用變環(huán)量來(lái)設(shè)計(jì)。 在該流型中，揚(yáng)程（負(fù)

17、荷）沿半徑增加在該流型中，揚(yáng)程（負(fù)荷）沿半徑增加(zngji)(zngji)，一般可按下述規(guī)律給定：，一般可按下述規(guī)律給定：constrvu 可在可在+1+1-1-1間變化，一般間變化，一般=0=01 1。 若若=+1=+1， ，即等環(huán)量級(jí)流型。，即等環(huán)量級(jí)流型。 若若=-1=-1， ，就是，就是“剛體旋轉(zhuǎn)剛體旋轉(zhuǎn)”（亦稱（亦稱“強(qiáng)迫旋渦強(qiáng)迫旋渦”）流型。）流型。 有時(shí)，采取其它的環(huán)量分布規(guī)律，如葉片中部的環(huán)量較大。有時(shí)，采取其它的環(huán)量分布規(guī)律，如葉片中部的環(huán)量較大。第15頁(yè)/共59頁(yè)第十五頁(yè)，共59頁(yè)。a) a) 進(jìn)口進(jìn)口(jn ku)(jn ku)處的處的VmVm沿半徑分布沿半徑分布 b)

18、 b) 出口處的出口處的VmVm沿半徑分布沿半徑分布 c) c) 速度環(huán)量沿半徑的分布速度環(huán)量沿半徑的分布4 4、實(shí)際、實(shí)際(shj)(shj)采用的流型采用的流型第16頁(yè)/共59頁(yè)第十六頁(yè)，共59頁(yè)。一、單個(gè)翼型的升力一、單個(gè)翼型的升力(shn l)理論理論1 1、翼型的幾何參數(shù)、翼型的幾何參數(shù) 翼型中線（骨線）翼型中線（骨線） 翼弦翼弦(l)(l) 厚度厚度()() 撓度（撓度（f f） 翼展翼展(b)(b) 前緣的方向前緣的方向(fngxing)(fngxing)角角(x1)(x1) 后緣的方向后緣的方向(fngxing)(fngxing)角角(x2)(x2) 翼型彎曲角翼型彎曲角(=x

19、1+x2)(=x1+x2) 翼型前緣至最大撓度處的距離（翼型前緣至最大撓度處的距離（a)a) 翼型前緣至最大厚度處的距離（翼型前緣至最大厚度處的距離（e)e)第17頁(yè)/共59頁(yè)第十七頁(yè)，共59頁(yè)。2 2、單個(gè)翼型的流體動(dòng)力特性、單個(gè)翼型的流體動(dòng)力特性(txng)(txng) 翼型在水中受到二個(gè)作用力：翼型在水中受到二個(gè)作用力： 與無(wú)窮遠(yuǎn)處來(lái)流方向垂直，升力，與無(wú)窮遠(yuǎn)處來(lái)流方向垂直，升力，PyPy 與無(wú)窮遠(yuǎn)處來(lái)流方向平行，迎面阻力，與無(wú)窮遠(yuǎn)處來(lái)流方向平行，迎面阻力，PxPx 合力為合力為R RblvcPyy2211blvcPxx2211 與翼型的幾何形狀、沖角與翼型的幾何形狀、沖角、雷諾數(shù)有關(guān)，

20、由見(jiàn)洞試驗(yàn)、雷諾數(shù)有關(guān)，由見(jiàn)洞試驗(yàn)(shyn)(shyn)得到。得到。11,yxcc第18頁(yè)/共59頁(yè)第十八頁(yè)，共59頁(yè)。)(),(11fcfcyx 希望希望Cy1,Cx1Cy1,Cx1。因此：為了鑒別翼型質(zhì)量，繪制。因此：為了鑒別翼型質(zhì)量，繪制Cy1/Cx1Cy1/Cx1，并標(biāo)出相應(yīng)沖角，在切點(diǎn)處，并標(biāo)出相應(yīng)沖角，在切點(diǎn)處， Cy1/Cx1 Cy1/Cx1取取maxmax值。值。 將切點(diǎn)附近區(qū)域?qū)⑶悬c(diǎn)附近區(qū)域(qy)(qy)稱為翼型的最高質(zhì)量區(qū)。設(shè)計(jì)時(shí)選用的沖角應(yīng)位于此區(qū)域稱為翼型的最高質(zhì)量區(qū)。設(shè)計(jì)時(shí)選用的沖角應(yīng)位于此區(qū)域(qy)(qy)，。 定義定義R R與與Py1Py1的夾角為的夾角為。

21、將。將1/tg1/tg定義為翼型質(zhì)量。定義為翼型質(zhì)量。11111xyxyccPPtg第19頁(yè)/共59頁(yè)第十九頁(yè)，共59頁(yè)。3 3、常用翼型的動(dòng)力特性、常用翼型的動(dòng)力特性 (1) RAF (1) RAF翼型翼型 其截面其截面(jimin)(jimin)見(jiàn)表格見(jiàn)表格 (x,y (x,y為弦長(zhǎng)的百分值為弦長(zhǎng)的百分值) ) 動(dòng)力特性如圖動(dòng)力特性如圖第20頁(yè)/共59頁(yè)第二十頁(yè)，共59頁(yè)。(2) NACA(2) NACA翼型翼型 NACA NACA翼型幾翼型幾 何參數(shù)何參數(shù)(cnsh)(cnsh)如表如表第21頁(yè)/共59頁(yè)第二十一頁(yè)，共59頁(yè)。NACANACA翼型的動(dòng)力翼型的動(dòng)力(dngl)(dngl)特

22、性特性第22頁(yè)/共59頁(yè)第二十二頁(yè)，共59頁(yè)。二、葉柵計(jì)算二、葉柵計(jì)算(j sun)中的修正值中的修正值 由于由于(yuy)(yuy)柵中翼型間的相互影響，導(dǎo)致葉柵中翼型特性與單個(gè)翼型并不完全相同，因此，作用于柵中翼型上的升力柵中翼型間的相互影響，導(dǎo)致葉柵中翼型特性與單個(gè)翼型并不完全相同，因此，作用于柵中翼型上的升力PyPy和迎面阻力和迎面阻力PxPx可為：可為：FwcPyy22FwcPxx22Cy,CxCy,Cx與翼型型號(hào)、相對(duì)與翼型型號(hào)、相對(duì)(xingdu)(xingdu)柵距柵距t/lt/l、ee有關(guān)。有關(guān)?？山柚桨迦~柵的修正資料來(lái)修正可借助平板葉柵的修正資料來(lái)修正Cy1Cy1，有：，

23、有：1yyccL 因?yàn)橐驗(yàn)镃xCx較小，且柵中翼型對(duì)此影響較小，較小，且柵中翼型對(duì)此影響較小，故不對(duì)故不對(duì)Cx1Cx1進(jìn)行修正，即：進(jìn)行修正，即：1xxcc 第23頁(yè)/共59頁(yè)第二十三頁(yè)，共59頁(yè)。三、葉柵的流體動(dòng)力基本三、葉柵的流體動(dòng)力基本(jbn)方程方程rlwcPandPRyyyd2,cos/2)sin(cos2)sin()(90cos2drlwcRRPyu因?yàn)橐驗(yàn)镻zPz對(duì)葉輪不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所以，用對(duì)葉輪不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所以，用PuPu來(lái)計(jì)算來(lái)計(jì)算(j sun)(j sun)葉柵對(duì)液體所做的功。葉柵對(duì)液體所做的功。單位時(shí)間內(nèi)葉柵對(duì)液體的功為：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)葉柵對(duì)液體的功為：zuPdNu第24頁(yè)/

24、共59頁(yè)第二十四頁(yè)，共59頁(yè)。另一方面，單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)葉柵的液體另一方面，單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)葉柵的液體(yt)(yt)所獲得的能量可表示為：所獲得的能量可表示為：THdQdN) 1 (2tdrzvHrdrvHHdQuzPmTmTTu再由于再由于(yuy)(yuy)：sin,)(wvandgvuHmuT將將PuPu的表達(dá)式及上式代入（的表達(dá)式及上式代入（1 1）得：）得：)2(tg/tg112wvtlcuy上式即為葉柵液體動(dòng)力基本方程式，或升力法設(shè)計(jì)葉輪的基本方程式。上式即為葉柵液體動(dòng)力基本方程式，或升力法設(shè)計(jì)葉輪的基本方程式。它表示它表示(biosh)(biosh)了葉柵特性參數(shù)與液流運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間

25、的關(guān)系。了葉柵特性參數(shù)與液流運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)時(shí)，必須滿足該方程，才能保證所需要的能量轉(zhuǎn)換。有兩種用法：設(shè)計(jì)時(shí)，必須滿足該方程，才能保證所需要的能量轉(zhuǎn)換。有兩種用法：(1)(1)選擇選擇l/tl/t，代入基本方程（假定，代入基本方程（假定=1=1）得）得CyCy，修正后得到，修正后得到Cy1Cy1，由所選擇的翼型特性得到，由所選擇的翼型特性得到，從而得，從而得e=+e=+(2)(2)給定給定，選擇翼型，確定，選擇翼型，確定Cy1Cy1，修正后有，修正后有CyCy，代入基本方程式，得到，代入基本方程式，得到l/tl/t第25頁(yè)/共59頁(yè)第二十五頁(yè)，共59頁(yè)。 為了方便計(jì)，我們可以用不同的方

26、法對(duì)軸流式葉輪為了方便計(jì)，我們可以用不同的方法對(duì)軸流式葉輪(yln)(yln)的水力損失分類。軸流式結(jié)構(gòu)中沒(méi)有離心泵那樣的密封裝置，因此一般不討論它的容積損失。的水力損失分類。軸流式結(jié)構(gòu)中沒(méi)有離心泵那樣的密封裝置，因此一般不討論它的容積損失。 1 1、翼型損失、翼型損失(snsh)(snsh) 指翼型表面的邊界層所引起的摩擦損失指翼型表面的邊界層所引起的摩擦損失(snsh)(snsh)和尾跡渦流損失和尾跡渦流損失(snsh)(snsh)，亦即翼型阻力，亦即翼型阻力PxPx所引起的損失所引起的損失(snsh)(snsh)。一、葉輪的損失一、葉輪的損失 2 2、二次流損失、二次流損失 在葉輪內(nèi)部由

27、高壓區(qū)向低壓區(qū)的液體流動(dòng)所造成的損失。在葉輪內(nèi)部由高壓區(qū)向低壓區(qū)的液體流動(dòng)所造成的損失。 3 3、葉端損失、葉端損失 在軸流式葉輪的損失中占有較大比重，即通過(guò)葉端間隔的流動(dòng)所引起的軸向旋渦，這也是一種二次流損失。在軸流式葉輪的損失中占有較大比重，即通過(guò)葉端間隔的流動(dòng)所引起的軸向旋渦，這也是一種二次流損失。 4 4、環(huán)面損失、環(huán)面損失 在葉輪室與葉輪之間所形成的環(huán)形通道表面上由于摩擦和旋渦流動(dòng)所引起的損失。在葉輪室與葉輪之間所形成的環(huán)形通道表面上由于摩擦和旋渦流動(dòng)所引起的損失。第26頁(yè)/共59頁(yè)第二十六頁(yè)，共59頁(yè)。1、輪轂、輪轂(lng)比比查表確定查表確定(qudng)(qudng)；高；高

28、nsns泵泵,dh/D,dh/D小小. .6 . 04 . 0)(/shnfDd 原因：原因： (1) (1) 從水力性能看，縮小輪轂比，可以增加從水力性能看，縮小輪轂比，可以增加(zngji)(zngji)過(guò)流面積，減小水力摩擦損失，并有利于抗汽蝕性能的改善。過(guò)流面積，減小水力摩擦損失，并有利于抗汽蝕性能的改善。 但過(guò)分減小輪轂比，將會(huì)增加葉片扭曲，當(dāng)?shù)^(guò)分減小輪轂比，將會(huì)增加葉片扭曲，當(dāng)QQdQ1000500-600 700-900 1000葉片數(shù)葉片數(shù) 5-6 4 35-6 4 3第28頁(yè)/共59頁(yè)第二十八頁(yè)，共59頁(yè)。4、葉柵稠密、葉柵稠密(chum)度度l/t(1) l/t(1) l

29、/t對(duì)性能（效率、汽蝕）的影響對(duì)性能（效率、汽蝕）的影響 減小減小l/tl/t：葉片：葉片(ypin)(ypin)總面積總面積，摩擦，摩擦，效率，效率，兩面壓力差，兩面壓力差，抗汽蝕性能，抗汽蝕性能 增加增加l/tl/t：能量損失：能量損失，效率，效率，抗汽蝕性能，抗汽蝕性能 因此，要綜合考慮因此，要綜合考慮(2) (2) 輪緣處輪緣處l/tl/t的確定的確定(qudng)(qudng) 輪緣處的輪緣處的l/tl/t，可根據(jù)，可根據(jù) 揚(yáng)程系數(shù)揚(yáng)程系數(shù)KHKH來(lái)定來(lái)定22DnHKH 此外，還可根據(jù)重迭此外，還可根據(jù)重迭 系數(shù)來(lái)確定系數(shù)來(lái)確定第29頁(yè)/共59頁(yè)第二十九頁(yè)，共59頁(yè)。(3) (3)

30、輪轂與輪緣處輪轂與輪緣處l/tl/t的關(guān)系的關(guān)系(gun x)(gun x) 一般要求一般要求VuRVuR在出口處各流線上相同，但由于輪轂處（根部）葉片較短，因此，就提高輪轂處的在出口處各流線上相同，但由于輪轂處（根部）葉片較短，因此，就提高輪轂處的l/tl/t，即：，即： (l/t) (l/t)輪轂輪轂 = (1.3 = (1.31.4)(l/t)1.4)(l/t)輪緣輪緣 中間線性變化中間線性變化第30頁(yè)/共59頁(yè)第三十頁(yè)，共59頁(yè)。三、葉輪三、葉輪(yln)的水力效率的水力效率 在葉柵繞流時(shí)，葉柵對(duì)液體在葉柵繞流時(shí)，葉柵對(duì)液體(yt)(yt)所做的功為所做的功為: : 而液體而液體(yt

31、)(yt)克服迎面阻力所消耗的能量為克服迎面阻力所消耗的能量為: : 所以，葉柵的水力效率為所以，葉柵的水力效率為: :zuPdNuzwPdNxx)sin(sin11uwzuPzwPdNdNdNuxxc 由此可見(jiàn)，合力由此可見(jiàn)，合力R R與升力與升力PyPy之間的夾角之間的夾角越小，則葉柵效率越高，通常將越小，則葉柵效率越高，通常將1/tg1/tg定義為翼型質(zhì)量。定義為翼型質(zhì)量。 某種翼型，均有一最小的某種翼型，均有一最小的角。要使葉柵效率高，應(yīng)選用最高質(zhì)量區(qū)沖角。角。要使葉柵效率高，應(yīng)選用最高質(zhì)量區(qū)沖角。 葉輪的水力效率，可通過(guò)葉柵的水力效率求出（根據(jù)流過(guò)各葉柵流量的大小取平均值）葉輪的水力

32、效率，可通過(guò)葉柵的水力效率求出（根據(jù)流過(guò)各葉柵流量的大小取平均值）: :2222horrcrrmchcrrdrrQvdrrohoh （注意，輪緣處翼型質(zhì)量影響大）（注意，輪緣處翼型質(zhì)量影響大）第31頁(yè)/共59頁(yè)第三十一頁(yè)，共59頁(yè)。四、升力系數(shù)與汽蝕性能四、升力系數(shù)與汽蝕性能(xngnng)的關(guān)系的關(guān)系 汽蝕部位汽蝕部位(bwi)(bwi)： 翼型汽蝕：多發(fā)生在葉片進(jìn)口邊背面及轉(zhuǎn)輪葉片與輪轂連接處，及導(dǎo)葉進(jìn)口部位翼型汽蝕：多發(fā)生在葉片進(jìn)口邊背面及轉(zhuǎn)輪葉片與輪轂連接處，及導(dǎo)葉進(jìn)口部位(bwi)(bwi)等。等。 間隙汽蝕：輪緣處工作面與背面壓力差所致，在存在于輪轂的間隙處間隙汽蝕：輪緣處工作面與

33、背面壓力差所致，在存在于輪轂的間隙處 升力系數(shù)越大，升力就越大，發(fā)生升力系數(shù)越大，升力就越大，發(fā)生(fshng)(fshng)汽蝕的危險(xiǎn)也就越大。所以，在葉輪設(shè)計(jì)時(shí)所采用的升力系數(shù)是受汽蝕條件限制的。汽蝕的危險(xiǎn)也就越大。所以，在葉輪設(shè)計(jì)時(shí)所采用的升力系數(shù)是受汽蝕條件限制的。第32頁(yè)/共59頁(yè)第三十二頁(yè)，共59頁(yè)。 作用于翼型上的升力，應(yīng)為翼型兩面平均作用于翼型上的升力，應(yīng)為翼型兩面平均(pngjn)(pngjn)壓力差壓力差pp與翼型面積和乘積：與翼型面積和乘積：FwcPyy22又FgHPygwcHy22 而汽蝕與而汽蝕與PminPmin有直接關(guān)系，所伯努力有直接關(guān)系，所伯努力(n l)(n

34、l)方程有：方程有：gpgwgpgwmin2max0222 翼型前的翼型前的P Po o與與P Pminmin之差為：之差為：12222max222maxmin0maxwwgwgwgwgpgpH第33頁(yè)/共59頁(yè)第三十三頁(yè)，共59頁(yè)。 定義定義(dngy)(dngy)翼型汽蝕系數(shù)如下：翼型汽蝕系數(shù)如下：12maxwwKi 則：則：gwKHi22max 若令：若令：HHKmax 則：則：gwcKHKHy22max 即：即：gwcKgwKyi2222 因此因此(ync)(ync)：yicKK 這樣，汽蝕系數(shù)這樣，汽蝕系數(shù)(xsh)(xsh)與升力系數(shù)與升力系數(shù)(xsh)(xsh)成正比，即升力系數(shù)

35、成正比，即升力系數(shù)(xsh)(xsh)越小，抗汽蝕性能越好。越小，抗汽蝕性能越好。 翼型的翼型的K K值越小，抗汽蝕性能越好。值越小，抗汽蝕性能越好。 當(dāng)翼型在葉柵中工作時(shí)，當(dāng)翼型在葉柵中工作時(shí)， 系數(shù)系數(shù)(xsh)(xsh)稍有降低。通常取其值與單翼相等，是偏安全的。稍有降低。通常取其值與單翼相等，是偏安全的。第34頁(yè)/共59頁(yè)第三十四頁(yè)，共59頁(yè)。五、軸流泵葉輪的設(shè)計(jì)計(jì)算五、軸流泵葉輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(j sun)程序（升力法）程序（升力法） 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)時(shí)，泵的流量時(shí)，泵的流量Q Q、揚(yáng)程、揚(yáng)程H H、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速n n和和NPSHrNPSHr等由用戶提出。等由用戶提出。 設(shè)計(jì)設(shè)

36、計(jì)(shj)(shj)過(guò)程分計(jì)算和繪型兩部分。過(guò)程分計(jì)算和繪型兩部分。（一）計(jì)算（一）計(jì)算1 1、計(jì)算、計(jì)算(j sun)(j sun)比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速nsns、校核轉(zhuǎn)速、校核轉(zhuǎn)速n (n (同離心泵設(shè)計(jì)一章同離心泵設(shè)計(jì)一章) )2 2、估算效率、估算效率 按經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行，水力效率可用下式估算：按經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行，水力效率可用下式估算：20)172. 0(lg42. 01Dh3 3、確定葉輪幾何參數(shù)、確定葉輪幾何參數(shù) 按前述方法確定輪轂比按前述方法確定輪轂比d dh h/D/Do o、葉片數(shù)、葉片數(shù)Z Z和外徑和外徑D Do o4 4、確定計(jì)算截面、確定計(jì)算截面 通常選取通常選取5 5個(gè)截面（柱面或球

37、面），內(nèi)外留有間隙，一般沿徑向均布。個(gè)截面（柱面或球面），內(nèi)外留有間隙，一般沿徑向均布。第35頁(yè)/共59頁(yè)第三十五頁(yè)，共59頁(yè)。5 5、確定、確定(qudng)(qudng)軸面速度軸面速度Vm(Wm)Vm(Wm)和速度環(huán)量和速度環(huán)量 的分布規(guī)律的分布規(guī)律6 6、作各截面的速度、作各截面的速度(sd)(sd)三角形三角形 根據(jù)三角形，求出根據(jù)三角形，求出WW和和7 7、選擇、選擇(xunz)(xunz)翼型翼型 各截面最好選同一系列的翼型各截面最好選同一系列的翼型8 8、選定翼型相對(duì)厚度、選定翼型相對(duì)厚度 先定輪轂處的先定輪轂處的（按強(qiáng)度條件）：（按強(qiáng)度條件）：HKD5 . 1)015. 00

38、12. 0(max 輪轂處的相對(duì)厚度一般為：輪轂處的相對(duì)厚度一般為：)12. 009. 0(/ l 輪緣處的相對(duì)厚度由工藝條件定，應(yīng)盡量?。狠喚壧幍南鄬?duì)厚度由工藝條件定，應(yīng)盡量薄：)05. 002. 0(/ l 中間線性變化。等葉輪設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行強(qiáng)度校核。中間線性變化。等葉輪設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行強(qiáng)度校核。第36頁(yè)/共59頁(yè)第三十六頁(yè)，共59頁(yè)。9 9、進(jìn)行、進(jìn)行(jnxng)(jnxng)葉柵計(jì)算葉柵計(jì)算 利用基本方程式，逐次逼近。先算輪緣截面，再算輪轂截面，最后中間截面利用基本方程式，逐次逼近。先算輪緣截面，再算輪轂截面，最后中間截面 這是因?yàn)椋狠喚墸ㄟ@是因?yàn)椋狠喚墸ˋ-AA-A截面）是主要過(guò)

39、流區(qū)，對(duì)整個(gè)葉輪的效率和汽蝕性能有截面）是主要過(guò)流區(qū)，對(duì)整個(gè)葉輪的效率和汽蝕性能有 較大影響，因此，應(yīng)保證其具有較大影響，因此，應(yīng)保證其具有(jyu)(jyu)最高的效率和汽蝕性能，而輪轂最高的效率和汽蝕性能，而輪轂 處的要求可適當(dāng)降低。處的要求可適當(dāng)降低。 (1) (1) 輪緣處（輪緣處（A-AA-A截面）的翼型設(shè)計(jì)過(guò)程：截面）的翼型設(shè)計(jì)過(guò)程： a. a. 假定假定=1=1 b. b. 預(yù)選預(yù)選l/tl/t c. c. 從翼型特性曲線上的最高質(zhì)量從翼型特性曲線上的最高質(zhì)量(zhling)(zhling)區(qū)內(nèi)，選取沖角區(qū)內(nèi)，選取沖角，并查出，并查出Cy1Cy1 d. d. 修正后得到修正后得到

40、CyCy e. e. 代入基本方程，得到代入基本方程，得到l/tl/t f. f. 重復(fù)重復(fù)c ce e步驟，直到步驟，直到l/tl/t相差不多。相差不多。 否則，可考慮改變沖角，或重新選擇翼型否則，可考慮改變沖角，或重新選擇翼型第37頁(yè)/共59頁(yè)第三十七頁(yè)，共59頁(yè)。 (2) (2) 輪轂處（輪轂處（E-EE-E截面），沖角截面），沖角往往不易滿足，因此從強(qiáng)度和汽蝕性能往往不易滿足，因此從強(qiáng)度和汽蝕性能 出發(fā)，主要設(shè)計(jì)過(guò)程：出發(fā)，主要設(shè)計(jì)過(guò)程： a. a. 確定確定l/t=(1.25l/t=(1.251.4)(l/t)1.4)(l/t)輪緣輪緣 b. b. 代入基本方程代入基本方程(fngc

41、hng)(fngchng)，得到，得到CyCy c. c. 修正后得到修正后得到Cy1Cy1 d. d. 從翼型特性曲線上查出從翼型特性曲線上查出 e. e. 確定安放角確定安放角e = + e = + (3) (3) 其它截面其它截面(jimin)(jimin)，計(jì)算相同，計(jì)算相同 (4) (4) 各截面厚度的計(jì)算各截面厚度的計(jì)算 假定假定B-BB-B截面，選擇最大厚度為截面，選擇最大厚度為12.7mm12.7mm，選用，選用(xunyng)NACA4410(xunyng)NACA4410翼型。翼型。 查表知，該翼型查表知，該翼型30%30%弦長(zhǎng)處為厚度最大，弦長(zhǎng)處為厚度最大，max=10.

42、02max=10.02，因此，將翼型各厚度均乘以，因此，將翼型各厚度均乘以12.7/10.0212.7/10.02，則得到設(shè)計(jì)用翼型。，則得到設(shè)計(jì)用翼型。 最后得到各截面的翼型之最后得到各截面的翼型之l l、e e 第38頁(yè)/共59頁(yè)第三十八頁(yè)，共59頁(yè)。（二）葉輪（二）葉輪(yln)(yln)繪型繪型1 1、根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果換算出翼型的座標(biāo)、根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果換算出翼型的座標(biāo)(zu bio)(zu bio)參數(shù)，畫(huà)翼型展開(kāi)圖參數(shù)，畫(huà)翼型展開(kāi)圖2 2、確定葉片旋轉(zhuǎn)軸線的位置、確定葉片旋轉(zhuǎn)軸線的位置(wi zhi)(wi zhi) 各截面的轉(zhuǎn)動(dòng)中心通常取在離翼型前緣點(diǎn)的距離為（各截面的轉(zhuǎn)動(dòng)中心通常

43、取在離翼型前緣點(diǎn)的距離為（30%30%40%40%）的地方。）的地方。 旋轉(zhuǎn)中心一般應(yīng)選在最大厚度處，經(jīng)常通過(guò)骨線，也可偏向工作面。旋轉(zhuǎn)中心一般應(yīng)選在最大厚度處，經(jīng)常通過(guò)骨線，也可偏向工作面。第39頁(yè)/共59頁(yè)第三十九頁(yè)，共59頁(yè)。3 3、作葉片軸面投影圖、作葉片軸面投影圖 (1) (1) 在各截面圖中，過(guò)轉(zhuǎn)軸作水平線在各截面圖中，過(guò)轉(zhuǎn)軸作水平線 (2) (2) 將各翼型端點(diǎn)到水平線的距離，移到軸面圖中心線的兩側(cè)（將各翼型的轉(zhuǎn)動(dòng)中心放在同一條徑向線上）。將各翼型端點(diǎn)到水平線的距離，移到軸面圖中心線的兩側(cè)（將各翼型的轉(zhuǎn)動(dòng)中心放在同一條徑向線上）。 (3) (3) 光滑光滑(gung hu)(gu

44、ng hu)連接軸面圖中各點(diǎn)，得到進(jìn)口邊和出口邊連接軸面圖中各點(diǎn)，得到進(jìn)口邊和出口邊 (4) (4) 若進(jìn)出口邊不光滑若進(jìn)出口邊不光滑(gung hu)(gung hu)，修旋轉(zhuǎn)中心位置。，修旋轉(zhuǎn)中心位置。第40頁(yè)/共59頁(yè)第四十頁(yè)，共59頁(yè)。4 4、作葉片平面投影圖、作葉片平面投影圖 (1) (1) 用兩組平面去截葉片表面用兩組平面去截葉片表面(biomin)(biomin)。 一組平面是夾角為一組平面是夾角為1010的軸面的軸面I I、IIII、IIIIII；另一組是垂直于葉輪軸線的平面；另一組是垂直于葉輪軸線的平面1 1、2 2、33。間距一般。間距一般8 810mm.10mm. (2)

45、 (2) 將葉片與橫截面將葉片與橫截面1 1、2 2、33的交線（木模截線）畫(huà)到平面投影圖上（工作面、背面）。的交線（木模截線）畫(huà)到平面投影圖上（工作面、背面）。 (3) (3) 若木模截線不均勻，或不光滑變化，應(yīng)調(diào)整修旋轉(zhuǎn)中心位置或其它幾何參數(shù)。若木模截線不均勻，或不光滑變化，應(yīng)調(diào)整修旋轉(zhuǎn)中心位置或其它幾何參數(shù)。 注意：繪型時(shí)要考慮轉(zhuǎn)向。因葉片向進(jìn)口注意：繪型時(shí)要考慮轉(zhuǎn)向。因葉片向進(jìn)口(jn ku)(jn ku)方向旋轉(zhuǎn)，該葉輪從出口方向看順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。方向旋轉(zhuǎn)，該葉輪從出口方向看順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。第41頁(yè)/共59頁(yè)第四十一頁(yè)，共59頁(yè)。5 5、作向視圖、作向視圖(sht)(sht)第42頁(yè)

46、/共59頁(yè)第四十二頁(yè)，共59頁(yè)。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)實(shí)例實(shí)例第43頁(yè)/共59頁(yè)第四十三頁(yè)，共59頁(yè)。一、導(dǎo)葉的作用一、導(dǎo)葉的作用(zuyng) 1 1、把從葉輪流出的液體導(dǎo)入擴(kuò)散、把從葉輪流出的液體導(dǎo)入擴(kuò)散(kusn)(kusn)管，并將液體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能管，并將液體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能 2 2、消除速度環(huán)量、消除速度環(huán)量 二、導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)參數(shù)二、導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)參數(shù) 導(dǎo)葉體：導(dǎo)葉導(dǎo)葉體：導(dǎo)葉 + + 擴(kuò)散管擴(kuò)散管 目的：減小軸向長(zhǎng)度目的：減小軸向長(zhǎng)度 結(jié)構(gòu)參數(shù)：應(yīng)和葉輪室與出水管的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)：應(yīng)和葉輪室與出水管的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一考慮第44頁(yè)/共59頁(yè)第四十四頁(yè)，共59頁(yè)。 擴(kuò)散角：擴(kuò)

47、散角： 7 79 9 進(jìn)口邊：平行于葉片出口邊，進(jìn)口邊：平行于葉片出口邊， 間距為（間距為（0.050.050.10.1）D D 葉片數(shù)：葉片數(shù)：Z = 5Z = 51010 低比轉(zhuǎn)速取大值，低比轉(zhuǎn)速取大值， 與葉輪葉片數(shù)互為質(zhì)數(shù)。與葉輪葉片數(shù)互為質(zhì)數(shù)。 出口直徑出口直徑D4D4：取標(biāo)準(zhǔn)，接彎管（不擴(kuò)散）：取標(biāo)準(zhǔn)，接彎管（不擴(kuò)散） 高度高度e: e: 與與l/tl/t及及Z Z有關(guān)有關(guān)(yugun)(yugun)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定第45頁(yè)/共59頁(yè)第四十五頁(yè)，共59頁(yè)。三、流線法設(shè)計(jì)三、流線法設(shè)計(jì)(shj)導(dǎo)葉導(dǎo)葉 升力升力(shn l)(shn l)法、圓弧法，這里從略法、圓弧法，

48、這里從略 1 1、繪制軸面圖、繪制軸面圖 根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 2 2、分流面（流線）、分流面（流線） 一般為錐面，但可用與葉輪相同的柱面代替，便于計(jì)算一般為錐面，但可用與葉輪相同的柱面代替，便于計(jì)算 3 3、計(jì)算各流面上葉片進(jìn)口和出口安放角、計(jì)算各流面上葉片進(jìn)口和出口安放角第46頁(yè)/共59頁(yè)第四十六頁(yè)，共59頁(yè)。3333kvvtgum 其中其中(qzhng)(qzhng)：233333332233,sin,1,4uuuuhmvvSSDzSkdDQv 所以所以(suy)(suy)，33要迭代計(jì)算要迭代計(jì)算 4=90 4=90第47頁(yè)/共59頁(yè)第四十七頁(yè)，共59頁(yè)

49、。 4 4、計(jì)算、計(jì)算(j sun)(j sun)葉柵稠密度葉柵稠密度l/tl/t 根據(jù)葉柵內(nèi)相鄰兩葉片所組成的流道的擴(kuò)散角計(jì)算根據(jù)葉柵內(nèi)相鄰兩葉片所組成的流道的擴(kuò)散角計(jì)算(j sun)(j sun)。 該通道的進(jìn)口寬度為該通道的進(jìn)口寬度為tsin3tsin3，出口近似為，出口近似為t t，長(zhǎng)度近似為弦長(zhǎng)，長(zhǎng)度近似為弦長(zhǎng)l l，擴(kuò)散角為：，擴(kuò)散角為：ltttg2sin2322sin1/3tgtl 擴(kuò)散擴(kuò)散(kusn)(kusn)角角應(yīng)為應(yīng)為6 61010，一般先選擇，一般先選擇l/tl/t，然后校核，然后校核第48頁(yè)/共59頁(yè)第四十八頁(yè)，共59頁(yè)。 5 5、計(jì)算、計(jì)算(j sun)(j sun

50、)導(dǎo)葉高度導(dǎo)葉高度 當(dāng)當(dāng)4 49090時(shí)，有時(shí)，有2sin43 le （自己（自己(zj)(zj)證明）證明） 6 6、確定、確定(qudng)(qudng)導(dǎo)葉骨線（圓弧）半徑導(dǎo)葉骨線（圓?。┌霃?sin234lR 7 7、繪制翼型骨線、并加厚、繪制翼型骨線、并加厚 導(dǎo)葉一般是等厚的，最大厚度按強(qiáng)度要求確定，在工藝允許條件下盡量薄。導(dǎo)葉一般是等厚的，最大厚度按強(qiáng)度要求確定，在工藝允許條件下盡量薄。 導(dǎo)葉進(jìn)口邊要修圓，尾部修尖。導(dǎo)葉進(jìn)口邊要修圓，尾部修尖。第49頁(yè)/共59頁(yè)第四十九頁(yè)，共59頁(yè)。 8 8、導(dǎo)葉葉片、導(dǎo)葉葉片(ypin)(ypin)繪型繪型 包括畫(huà)軸面圖、翼型展開(kāi)圖、平面圖。包括

51、畫(huà)軸面圖、翼型展開(kāi)圖、平面圖。 (1) (1) 根據(jù)確定根據(jù)確定(qudng)(qudng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)作軸面圖，分流線；作垂直泵軸的木模截面的結(jié)構(gòu)參數(shù)作軸面圖，分流線；作垂直泵軸的木模截面1 1、 2 2、3.3.第50頁(yè)/共59頁(yè)第五十頁(yè)，共59頁(yè)。 (2) (2) 根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)得到的得到的33、44和和R R，畫(huà)出每個(gè)流面的骨線，然后在骨線上加厚，畫(huà)出每個(gè)流面的骨線，然后在骨線上加厚 第51頁(yè)/共59頁(yè)第五十一頁(yè)，共59頁(yè)。 (3) (3) 作平面圖（木模截線）。根據(jù)軸面圖各流面的半徑和展開(kāi)圖的型線可作平面圖（木模截線）。根據(jù)軸面圖各流面的半徑和展開(kāi)圖的型線可 作出平面中的

52、木模截線。作出平面中的木模截線。 為此，先在平面圖上畫(huà)出相應(yīng)流面半徑的圓弧，確定進(jìn)口邊的位置。為此，先在平面圖上畫(huà)出相應(yīng)流面半徑的圓弧，確定進(jìn)口邊的位置。 定進(jìn)口邊位置的原則一般是使進(jìn)口邊處的軸面截線和流線垂直。定進(jìn)口邊位置的原則一般是使進(jìn)口邊處的軸面截線和流線垂直。 確定進(jìn)口邊位置后，作各木模截線。作的方法是展開(kāi)圖上某一截面確定進(jìn)口邊位置后，作各木模截線。作的方法是展開(kāi)圖上某一截面 到進(jìn)口端的水平距離等于相應(yīng)截面平面圖圓弧上離進(jìn)口邊的圓弧長(zhǎng)度。到進(jìn)口端的水平距離等于相應(yīng)截面平面圖圓弧上離進(jìn)口邊的圓弧長(zhǎng)度。 將各截面的同名將各截面的同名(tngmng)(tngmng)木模截面點(diǎn)相連，得工作面和背面的木模截線。木模截面點(diǎn)相連，得工作面和背面的木模截線。 第52頁(yè)/共59頁(yè)第五十二頁(yè)，共59頁(yè)。 注意：繪型時(shí)要考慮葉輪轉(zhuǎn)向。導(dǎo)葉從進(jìn)