離心泵設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告

30/30實(shí)習(xí)期技術(shù)報(bào)告天津市普友機(jī)電設(shè)備制造有限公司技質(zhì)部水泵設(shè)計(jì)師李永超2013年1月目錄公司簡(jiǎn)介，產(chǎn)品分類、運(yùn)用、條件轉(zhuǎn)速的確定和繪制葉輪設(shè)計(jì)程序?qū)~設(shè)計(jì)葉片的厚度和夾角葉片進(jìn)出口安放角的選擇葉片切割汽蝕問(wèn)題軸向力平衡方法水錘進(jìn)出流道的設(shè)計(jì)取證資料柴油機(jī)消防泵總結(jié)、基礎(chǔ)知識(shí)水泵分類用途優(yōu)點(diǎn)使用條件動(dòng)力裝置QHBC立式消防泵廣泛適用于海上采油平臺(tái)、船舶、電廠、工廠、民用具有可靠性高、壽命長(zhǎng)、耐海水腐蝕、結(jié)構(gòu)緊湊、低噪音、易于自動(dòng)化控制立式使用，進(jìn)口應(yīng)浸入動(dòng)海平面1.5m以下，進(jìn)口到海底不少于0.5m電動(dòng)機(jī)或者柴油機(jī)QWW臥式潛污水泵輸送清水、輕度污水及少量含沙可以在高泥沙含量和有腐蝕性介質(zhì)中使用臥式或斜式使用，進(jìn)口應(yīng)浸入動(dòng)水位最低點(diǎn)0.5m以下，露天礦坑內(nèi)，水位漲落變化大，惡略工況下YQN疏浚潛沒(méi)電動(dòng)機(jī)，內(nèi)部充油，水位變化大時(shí)，按自動(dòng)均壓裝置QSB水下吸砂泵單級(jí)離心泵，在江河、湖、海底采砂，時(shí)采砂、采礦理想、高效的設(shè)備有鉸刀和壓力平衡裝置顆粒通過(guò)能力強(qiáng)，最大顆粒徑120mm，最大深度150m，吸口應(yīng)放置于海底，立式或傾斜使用QB潛水泵QBX潛水消防泵QHB潛海水泵QHBX潛海水消防泵在淺淡、海水下使用，水廠、水電站、火電站、鋼鐵廠、農(nóng)業(yè)灌溉、消防、市政，用于提升或消防泵泵的入口在機(jī)組的最下端，電動(dòng)機(jī)置于泵的上部；現(xiàn)在，電機(jī)在下面，安裝進(jìn)水節(jié)，調(diào)節(jié)配合距（海）底不少于0.5m，潛水不超過(guò)70m，PY（H）潛水（海水）電機(jī)，內(nèi)部必須充滿清水，也可以充滿防凍液QHBC：Q≤2500立方米/時(shí)QWW：Q≤2500立方米/時(shí)QSB：Q≤15000立方米/時(shí)QHBX：H≤250m H≤500m H≤50m潛沒(méi)深度≤70m

潛沒(méi)深度≤70m潛沒(méi)深度≤150m電機(jī)功率≤5600kw電機(jī)功率≤2000kw葉片泵：1.可靠性才是最重要的，評(píng)比時(shí)用效率2.設(shè)計(jì)葉片泵考慮：效率、性能曲線形狀和空化3.性能曲線：揚(yáng)程-流量（H-Q）軸功率-流量（Pa-Q效率-流量（η-Q）葉輪出口寬度比：b葉片出口安放角：β2=10°～50葉片數(shù)：Z=2～12葉輪軸面流道轉(zhuǎn)彎半徑：R葉輪進(jìn)、出口面積比：A葉輪進(jìn)口輪轂比：r=中間軸面流線相對(duì)水泵軸中心線的夾角：θ=0°～90°中間流線葉片進(jìn)口邊角位置：θx=0～葉片空化系數(shù)：σ（二）、轉(zhuǎn)速的確定與繪制1.泵轉(zhuǎn)速的確定考慮因素：1）.泵的轉(zhuǎn)速越高，泵的體積越小，重量輕2）.轉(zhuǎn)速和比轉(zhuǎn)速有關(guān)，而比轉(zhuǎn)速和效率有關(guān)，所以轉(zhuǎn)速和比轉(zhuǎn)速結(jié)合起來(lái)確定3）.考慮原動(dòng)機(jī)的種類和傳動(dòng)裝置工作轉(zhuǎn)速小于第一臨界轉(zhuǎn)速（n＜nc）的軸，稱為剛性軸，n≤0.8工作轉(zhuǎn)速大于第一臨界轉(zhuǎn)速（n＞nc）的軸，稱為柔性軸，1.3nc≤n≤0.7nc22.比轉(zhuǎn)速ns=3.65nQH34，H確定比轉(zhuǎn)速：ns=120～210的區(qū)域，水泵的效率最高，ns比轉(zhuǎn)速和泵的級(jí)數(shù)有關(guān)，級(jí)數(shù)越多，ns越大。臥式泵一般不超過(guò)103.低比轉(zhuǎn)速泵：高揚(yáng)程小流量，零流量時(shí)軸功率小，應(yīng)關(guān)閥啟動(dòng)；高比轉(zhuǎn)速:低揚(yáng)程大流量，零流量時(shí)軸功率大，應(yīng)開(kāi)閥啟動(dòng)。（三）、葉輪設(shè)計(jì)程序（四）、導(dǎo)葉設(shè)計(jì)1.空間導(dǎo)葉設(shè)計(jì)的原則1）.葉片間流道斷面的濕周應(yīng)盡量的小，因而最好是圓形或方形。2）.流道形狀變化平滑。3）.各部位的角度應(yīng)符合流動(dòng)規(guī)律。4）.各種速度變化應(yīng)均勻。5）.控制喉部流速為一定的值。6）.控制流道的擴(kuò)散角為一定得值。2.確定軸面投影：空間導(dǎo)葉適應(yīng)的比轉(zhuǎn)速范圍廣，因而軸面投影形狀的差別很大，最好選ns相近、性能良好的現(xiàn)有產(chǎn)品的圖形作參考和葉輪出口及下級(jí)葉輪進(jìn)口通順銜接。葉輪進(jìn)口部分應(yīng)有把葉輪出口液流收集起來(lái)，導(dǎo)入軸向的趨勢(shì)。3）.合理確定導(dǎo)葉進(jìn)口變的形狀。3.進(jìn)口變離葉片出口邊稍遠(yuǎn)些，導(dǎo)葉出口邊一般是外流線向出口傾斜，可減小壓力脈沖。1）.導(dǎo)葉內(nèi)流線進(jìn)口直徑大致等于或稍大于葉輪后蓋板出口直徑。2）.導(dǎo)葉外流線進(jìn)口直徑稍大于葉輪出口輪轂直徑。3）.導(dǎo)葉軸向長(zhǎng)度L=（0.5～0.7）D24）.導(dǎo)葉葉片數(shù)一般不要和葉輪葉片數(shù)互成倍數(shù)關(guān)系。5）.導(dǎo)葉葉片包角φ=60°6）.導(dǎo)葉進(jìn)口邊離葉輪出口邊的距離稍遠(yuǎn)些好，一般為（0.4～0.5）b24.檢查軸面液流過(guò)水?dāng)嗝娴淖兓闆r。5.分流線：小泵不分中間流線，用兩條流線設(shè)計(jì)；中等泵只分一條流線，按三條流線設(shè)計(jì)；大泵用五條流線設(shè)計(jì)。分流線與葉輪設(shè)計(jì)相同。6.確定導(dǎo)葉進(jìn)出口安放角：1）.進(jìn)口安放角α3：=1\*GB3①、進(jìn)口液流角：tanα，3=υm3υu(píng)3；=2\*GB3②、導(dǎo)葉進(jìn)口角α3:α3=α，3+Δα。（Δα=0°～8°）2）.導(dǎo)葉出口角α4.考慮有限葉片數(shù)影響應(yīng)大于90°，以保證液流法向出口。一般取α4=90°，如果要求下降的特性曲線，可取α4=80°～3）.旋轉(zhuǎn)方向的判定=1\*GB3①?gòu)膶?dǎo)葉進(jìn)口（后側(cè)）看，看到的是葉片凹面（工作面），工作面hi迎水面；從導(dǎo)葉進(jìn)口看?？吹降氖侨~片凸面（背面）。=2\*GB3②水流從進(jìn)口流向出口。=3\*GB3③水流的方向和葉輪旋轉(zhuǎn)方向相同。出口方向看水流是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，即從進(jìn)口看葉輪是葉輪是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；如果把凹面置于平面圖左側(cè)，葉輪旋轉(zhuǎn)方向則變?yōu)橄喾?。（五）、葉片厚度和夾角1.角度之間的關(guān)系：tanφ=tanβ*sinλφ：垂直葉片的面積與葉片的交線和圓周方向的夾角tanβ平=tanβλ：葉片的流面（蓋板表面）間的真實(shí)夾角，也就是垂直葉片和流面的面與兩者交線間的夾角β平δ：在軸面投影圖中的流線切線和垂直于葉輪線的平面間的夾角。如果前、后蓋板流線與軸線傾斜，盡管在平面圖上β平變化很好，因δ變化的影響、β的變化并非很好。葉片進(jìn)口部分δ角大，然后逐漸變小，所以進(jìn)口部分β2.求葉片表面和流面的真實(shí)夾角一般希望葉片表面與蓋板（流面）的夾角接近90°，以滿足大壁角的原則。2.葉片厚度葉片工作面和背面間距離AC為流面厚度-s；流面上葉片在圓周方向長(zhǎng)度AB為圓周厚度-su；流面上葉片沿軸面流線方向的長(zhǎng)度AD為軸面厚度-ssuss流面厚度直接反應(yīng)對(duì)流動(dòng)的影響。在考慮最小鑄造允許厚度、強(qiáng)度時(shí)，采用真實(shí)厚度—δsu=δsinφ為了得到真實(shí)厚度和流面厚度的關(guān)系，用一與葉片和蓋板交線相垂直的面去截葉片，并將其局部展開(kāi)。葉片厚度＞2mm葉片厚度＞2mm（六）、葉片進(jìn)出口安放角的選擇1.葉片進(jìn)口角和進(jìn)口速度三角形葉片進(jìn)口角一般大于液流角：β1＞β'1,1）.采用正沖角，能增大葉片進(jìn)口角，減小葉片的彎曲，從而增加葉片進(jìn)口過(guò)流面積，減小葉片的排擠，結(jié)果減小葉片進(jìn)口的v1和w2）.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)生脫硫。3）.采用正沖角，能改善在大流量下的工作條件。2.葉片進(jìn)口角的計(jì)算在計(jì)算葉片進(jìn)口角之前，應(yīng)先畫出葉片進(jìn)口邊，畫進(jìn)口邊的原則：1）.進(jìn)口邊和前后蓋板流線大致成90°（葉片進(jìn)口邊不放在同一軸面上除外）2）.前后蓋板流線長(zhǎng)度不要相差很大3）.進(jìn)口邊適當(dāng)向吸入口延伸，是液體提早受到葉片作用，減小葉輪外徑，減小圓盤摩擦損失；增加葉片的重疊程度，減少流道的擴(kuò)散；減小葉片進(jìn)口的相對(duì)速度，減小進(jìn)口的撞擊損失，提高抗汽蝕性能減小特性曲線的駝峰。加稍大的沖角為好，沖角的加法：1）.各流線加相同的沖角；2）.沖角從前蓋板流線到后蓋板流線遞減或遞增；3）.選擇一條流線的沖角，確定β角之后，其他流線按tanβR=2.葉片出口角的選擇和計(jì)算葉片出口角β2，對(duì)泵的性能參數(shù)、水利效率和特性曲線的形狀有重要影響，β2=18°～401）.低比轉(zhuǎn)速泵，選擇大的β2角，增加揚(yáng)程，減小D2）.增大β2角，在相同流量下葉輪出口速度v2增加，壓水管的水力損失增加，并且在小流量下沖擊損失增加，容易使特性曲線駝峰。為獲得下降的曲線，不宜選過(guò)大的3）.β4）.為獲得平坦的功率曲線，時(shí)泵在全揚(yáng)程范圍運(yùn)行，β2可小于10°葉輪出口邊平行軸線的葉輪，葉輪出口各流線選用相同的出口角，葉輪出口邊傾斜時(shí)，為使葉輪出口的揚(yáng)程相同，β2（七）、葉輪、葉片切割1.葉輪的切割1）.切割定律：相似定律—低比轉(zhuǎn)速離心泵：2）.混流式葉輪：混流泵ns大，DjD2變大，切割后的比值DjD2更大。因切割后Q3）.混流泵一般只許少量切割（小于5%），切割方式一般與出口平行或傾斜（外緣切割多，輪轂側(cè)少切或不切），公式中的直徑應(yīng)該為平均直徑。葉輪應(yīng)分為2次或幾次逐漸切割，每次切割必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。切割后，一般的效率下降，但有的低比轉(zhuǎn)速泵切割后比轉(zhuǎn)速增加，所以效率有可能提高，切割不大時(shí)，可以認(rèn)為效率相等，隨著切割量增加，效率將下降，尤其是高比轉(zhuǎn)速更為嚴(yán)重。要想有最高的效率，不一定同時(shí)滿足要求的H＇4）.切割公式：2.修削葉片的進(jìn)、出口對(duì)碰性能的影響1）.修削葉片出口部分工作面、葉片出口部分背面=1\*GB3①最高效率少有提高；=2\*GB3②在相同流量下υm2減小，υu(píng)2增加，因而泵的揚(yáng)程提高（約2%～5%）；=3\*GB3③在相同的揚(yáng)程υu(píng)2下，泵的流量增加（約5%）；=4\*GB3④修銼葉片進(jìn)口背面，只改善葉片進(jìn)口局部的形狀，對(duì)性能影響不大。2）.性能改善的原因：=1\*GB3①曾大了葉片出口角和相鄰葉片間出口的開(kāi)口面積；=2\*GB3②由于葉片出口部分背面角度增加，改善了因有限葉片數(shù)造成的流動(dòng)偏離和速度分布不均勻性。

3）.葉片泵H-Q性能曲線的調(diào)整=1\*GB3①降低H-Q性能曲線平行于原來(lái)出口邊的切割，一般會(huì)引起H-Q性能曲線平行下移，BEP朝小于名義流量方向移動(dòng)；效率也可能略有降低，降低程度決定于切割量和比轉(zhuǎn)速。效率降低過(guò)多將限制這種方法的采用。ns=60～120Dxns=ns==2\*GB3②提高H-Q性能曲線A.銼削葉片出口背面，擴(kuò)大出口面積，也改A變?nèi)~片出口背面的角度，增高了輸出揚(yáng)程。AB.過(guò)渡銼削，葉片出口形成尖削，沿葉片的壓力分布改變將引起其他水力損失，增大液流進(jìn)入蝸殼或?qū)~的撞擊混合損失，限制揚(yáng)程升高。最大揚(yáng)程增值4%～10%（決定于比轉(zhuǎn)速）C.將葉片尾部插銷成正方形，性能將產(chǎn)生：a.在所有流量下的揚(yáng)程都升高，大流量處揚(yáng)程升高更多，揚(yáng)程可增加4%～10%，揚(yáng)程提高量決定于比轉(zhuǎn)速的葉片數(shù)。b.相應(yīng)的軸功率消耗也增大，大流量處軸功率增大較多。c.BEP的位置朝大流量方向移動(dòng)，移動(dòng)大小決定于原來(lái)葉片出口的厚度、葉片數(shù)、葉片出口角和比轉(zhuǎn)速，一般約8%～10%。效率維持不變，獲獎(jiǎng)降低0.5%～1.0%。d.NPSHr曲線也略微朝大流量方向移動(dòng)，效應(yīng)原因：葉片尾部改成方形后，改變了液體出口流動(dòng)角，產(chǎn)生了橫向流動(dòng)。盡管葉片出口角面積保持不變，但液體流動(dòng)產(chǎn)生便宜，尾流的影響明顯減小。性能變化：揚(yáng)程最大可上升到8%～12%，由于改變養(yǎng)成系數(shù)，在小流量區(qū)容易加劇流動(dòng)的不穩(wěn)定性和NPSHrBDC

=3\*GB3③改變H-Q性能曲線BDC有事希望有較平坦的H-Q性能曲線，或大流量區(qū)揚(yáng)程不要降低很大；有事希望揚(yáng)程變化時(shí)，流量變化較小。使H-Q性能曲線平坦的方法：加大蝸殼喉部面積；b.增大葉輪進(jìn)口面積；c.同時(shí)加大蝸殼喉部面積和增大葉輪進(jìn)口面積。--都可減小泵內(nèi)水力損失。對(duì)于低比轉(zhuǎn)速離心泵，將增高比轉(zhuǎn)速，提高效率。低比轉(zhuǎn)速葉片泵，采用切割葉片進(jìn)口邊，或者銼削進(jìn)口邊背面，以減小葉片厚度，增大葉輪進(jìn)口面積，而負(fù)荷較大時(shí)：使H-Q性能曲線變陡，常采用縮窄流道犧牲效率的方法。措施：在出口法蘭處插入一個(gè)噴嘴或者在吸口處增加一個(gè)阻塞環(huán)，都使損失增大效率降低，后者還將引起NPSHr減小消除H-Q性能曲線的不穩(wěn)定部分：當(dāng)不穩(wěn)定性很強(qiáng)（超過(guò)5%）或伸展在較寬的流量范圍時(shí)，設(shè)計(jì)者必須設(shè)法區(qū)消除它；一般不是很強(qiáng)（不超過(guò)4%），對(duì)葉輪或蝸殼作簡(jiǎn)單修改，可能消除這種不穩(wěn)定性。措施;a.每隔一個(gè)葉片進(jìn)行切割，在葉片數(shù)較多且為偶數(shù)時(shí)采用，切割后的性能曲線也有略變陡將。b.切割蝸殼隔舌，最適合切割徑向?qū)~，將增大無(wú)葉擴(kuò)散室的環(huán)流，增大損失。c.傾斜切割后蓋板和葉片出口，消除葉輪出口的回流區(qū)，減小水動(dòng)力損失?？拷×髁繀^(qū)揚(yáng)程升高，由于切割后葉輪平均直徑減小，揚(yáng)程降低，因此切割角不應(yīng)超過(guò)12°。d.沿葉輪后蓋板在葉片出口開(kāi)縫，等同于斜切葉輪出口，這種方法可能不會(huì)影響效率。e.在蝸殼隔舌或徑向?qū)~上開(kāi)槽，在大流量時(shí)很小或沒(méi)有揚(yáng)程降低，而關(guān)死點(diǎn)揚(yáng)程適當(dāng)提高。f.在葉輪前冠附近切割葉片進(jìn)口，在符合較高時(shí)，不宜采用。g.在葉輪輪轂附近延伸葉片進(jìn)口，能消除H-Q性能曲線不穩(wěn)定部分。但是已加工的葉輪，若采用焊接延伸葉片將難以保證軸對(duì)稱，厚度不均勻?qū)M(jìn)口產(chǎn)生阻塞，降低效率，增大NPSHr。計(jì)算葉片延伸長(zhǎng)度，根據(jù)關(guān)死點(diǎn)需要揚(yáng)程的增大量計(jì)算葉片負(fù)荷。4）.移動(dòng)BEP在H-Q性能曲線上的位置，改善葉片泵的效率將葉輪尾部插銷成正方形，BEP朝大流量移動(dòng)；整體葉輪切割外徑，BEP朝小流量方向移動(dòng)。盡可能達(dá)到既改善性能又提高效率。對(duì)于低比轉(zhuǎn)速，泄露損失和輪盤損失占總損失的40%～60%，因此對(duì)于低比轉(zhuǎn)速泵，改變密封環(huán)密封間隙、減小葉輪直徑和提高葉輪前冠及后蓋板外表的光潔度，提高效率。（八）、泵的汽蝕1.泵發(fā)生汽蝕的條件是由泵本身和吸入裝置據(jù)定的。泵汽蝕的發(fā)生過(guò)程：泵在運(yùn)行中，若過(guò)流部分的局部區(qū)域，液體的絕對(duì)壓力下降到所抽送液體當(dāng)時(shí)溫度下的氣化壓力時(shí)，液體便在該處開(kāi)始汽化，形成氣泡。這些氣泡隨液流向前運(yùn)動(dòng)至高壓區(qū)時(shí)，氣泡周圍的高壓液體使氣泡急劇地縮小以致凝結(jié)，在氣泡消失的同時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)以高速填充空穴，發(fā)生互相撞擊而形成強(qiáng)烈的水擊，同時(shí)在氣泡凝結(jié)時(shí)還產(chǎn)生點(diǎn)解、化學(xué)反應(yīng)，故使過(guò)流部件收到剝蝕而損壞。現(xiàn)象：1）.產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)2）.泵的性能下降3）.過(guò)流部件的汽蝕損壞Pk=PrPk<PPk>PNPSHa有效汽蝕NPSHr對(duì)抗汽蝕性能高的泵C=1000～1600，k0=4.5～對(duì)兼顧效率和抗汽蝕性能C=800～1000，k0=4.0～對(duì)抗汽蝕性能不作需求主要考慮提高效率C=600～800，k0=3.5～2.泵的汽蝕余量的物理意義表示液體在泵進(jìn)口部分壓力下降的程度。汽蝕余量與裝備無(wú)關(guān)，只與泵進(jìn)口部分的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（ν0，ω0，ωk）有關(guān)。NPSH3.汽蝕比轉(zhuǎn)速：C=泵流量和汽蝕比轉(zhuǎn)速關(guān)系4.提高泵抗汽蝕性能1）.葉輪進(jìn)口直徑D：增大D，則u0增大、ν0減小，必然存在一個(gè)D，使二者平方和最小，求的D2）.葉輪葉片進(jìn)口寬度：增大葉片進(jìn)口寬度b1，能增加進(jìn)口過(guò)流面積，減小ν0和ω03）.葉輪蓋板進(jìn)口部分曲率半徑：適當(dāng)增大蓋板的曲率半徑，有利于減小蓋板處的ν0和改善流蘇的均勻性，減小泵進(jìn)口部分的壓力降，從而減小NPSH4）.葉片進(jìn)口邊的位置和葉片進(jìn)口部分的形狀葉片進(jìn)口輪轂側(cè)向吸入口方向延伸或葉片進(jìn)口邊前伸并傾斜。5）.葉片進(jìn)口沖角葉片進(jìn)口角，通常都大于進(jìn)口相對(duì)液流角，即β1>β，1，正沖角△β=β1-β，。正沖角通?！鳓?3°～=1\*GB3①增大葉片進(jìn)口角β1，從而減小葉片的彎曲，增大葉片進(jìn)口過(guò)流面積，減小葉片的排擠，都將會(huì)減小ν0和ω0，提高泵的抗汽蝕性能。=2\*GB3②采用正沖角，液體在葉片口背面產(chǎn)生脫流，該脫流引起的漩渦不易向高壓側(cè)擴(kuò)散。在正沖角時(shí)，壓降系數(shù)λ在很大正沖角范圍內(nèi)變化不大；在負(fù)沖角，λ急劇上升。=3\*GB3③泵的流量增加時(shí)，β，增大，采用正沖角可以避免泵在大流量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)負(fù)沖角。6）.葉片進(jìn)口厚度：葉片進(jìn)口厚度越薄，越接近流線型，葉片最大厚度離進(jìn)口越遠(yuǎn)，葉片進(jìn)口的壓降越小，泵的抗汽蝕性能越好。葉片進(jìn)口形狀對(duì)壓降影響是十分敏感的。7）.平衡孔：泄流對(duì)進(jìn)入葉輪的主流起破壞作用，平衡孔的面積不小于密封間隙面積的5倍，以減小泄露流速，從而減小對(duì)主流的影響，提高泵抗汽蝕性能8）.光滑度：葉輪進(jìn)口部分越光滑，水力損失減小，會(huì)明顯提高泵的抗汽蝕性能。9）.吸入室的形狀和速度：泵吸入六道至葉輪進(jìn)口面積應(yīng)當(dāng)逐漸減小，使流速逐漸增加，提高流動(dòng)的穩(wěn)定性，可以降低汽蝕的形成。5.防止發(fā)生汽蝕的措施：欲防止發(fā)生汽蝕必須提高NPSHa，使NPSHa6.泵的運(yùn)行工況點(diǎn)：QG為規(guī)定工況點(diǎn)的流量值，一般情況0.7QG～1.2（九）、軸向力平衡方法平衡泵的軸向力方法：1.推力軸承：對(duì)于軸向力不大的小型泵，采用推力軸承承受軸向力。2.平衡孔或平衡管：由于液體流經(jīng)密封環(huán)間隙的阻力損失，時(shí)密封下部的液體的壓力下降，從而減小作用在后蓋板的軸向力。減小軸向力的程度決定密封環(huán)所在直徑、密封環(huán)間隙、平衡孔的數(shù)量和孔徑的大小。平衡孔的面積=5～8倍密封環(huán)間隙面積，平衡孔的泄露一般為設(shè)計(jì)流量的2%～5%。缺點(diǎn)：容積損失增加，效率下降，電流增加，功率增加，還會(huì)使抗汽蝕性能下降?？诃h(huán)與葉輪間隙：小泵：?jiǎn)蚊?.2mm；大泵：?jiǎn)蚊嫱鈴降?.5mm；污水、雜質(zhì)水：2mm。小流量下，由于預(yù)旋的影響，葉輪進(jìn)口中心部分的壓力低于外周的壓力，平衡孔的泄露增加，盡管揚(yáng)程增加，泵密封環(huán)下腔的壓力還是很低，軸向力進(jìn)一步減小。大流量時(shí)揚(yáng)程下降，軸向力也變小。平衡孔泄漏量和平衡程度計(jì)算：平衡軸向力的數(shù)值大致等于影線部分ABCD壓力體的體積重量（十）、水錘：在有壓力管道中流動(dòng)的液體，由于某種原因流蘇發(fā)生突然變化，由于液體的慣性，引起壓力急劇增高或降低的交替變化，即壓力波。這種現(xiàn)象稱為水錘。水錘的發(fā)生過(guò)程：發(fā)生水錘的過(guò)渡過(guò)程：1、管道上的逆止閥、閘閥、蝶閥等突然關(guān)閉2、泵的電動(dòng)機(jī)電源急速切斷，3、能量急速消耗，時(shí)轉(zhuǎn)速n急速下降，相應(yīng)的流量Q急速減小防止水錘發(fā)生的措施即水錘有壓力上升和壓力下降。水錘防止裝置的構(gòu)成：飛輪增加水泵轉(zhuǎn)子體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量GD2壓力波動(dòng)消除器。串聯(lián)逆止閥4、壓力罐5、單項(xiàng)壓力罐6、壓力吸收裝置7、蓄能罐8、普通調(diào)壓水箱9、通氣管或空氣閥（十一）、進(jìn)、出流道的設(shè)計(jì)1.泵進(jìn)、出水流道的作用是把水流引向泵進(jìn)口，把泵出口水流引到泵站出口。對(duì)流道的要求：1）.六道的尺寸應(yīng)和泵及泵站的尺寸相協(xié)調(diào)2）.流道內(nèi)的流速應(yīng)均勻有序地變化3）.盡量減小流道的水利損失2.減小水利損失的措施（泵進(jìn)、出水流道都適應(yīng)）1）.減小流道的擴(kuò)散，尤其要避免大角度擴(kuò)散，一般擴(kuò)散角0°～8°.因?yàn)樗髟跀U(kuò)散流道內(nèi)流動(dòng)，速度逐漸減小、壓力逐漸增加，容易發(fā)生附面層分離。2）.大壁角流道，流道斷面盡量作成圓形，受條件限制斷面不能作成圓形時(shí)，邊界交界處應(yīng)采用大圓角過(guò)渡3）.當(dāng)水流流過(guò)彎管時(shí)，在彎管后半部分內(nèi)壁形成脫流區(qū)，并形成一對(duì)內(nèi)旋的漩渦，水力損失比較大。曲率半徑變小，水頭損失越大，因此應(yīng)盡量用大曲率半徑彎曲流道，必要時(shí)在彎曲部分加導(dǎo)向葉片。4）.彎曲六道的斷面不要擴(kuò)散，最好是收縮斷面變曲率半徑。補(bǔ)充：葉片泵損失介質(zhì)粘度對(duì)泵性能曲線的影響是很大的。容積損失：1）.葉輪密封環(huán)處的泄露；2）.級(jí)間泄露損失3）.軸向力平衡機(jī)構(gòu)處的損失水頭損失ηh：1）.水利摩擦損失；2）.摩擦損失ηD機(jī)械損失ηm填料箱或軸封和軸承機(jī)械摩擦損失：10%總功率總效率：η影響軸流泵性能曲線的因素1）.葉片的安放角的改變，將直接影響流量、揚(yáng)程、泵輸入功率及泵的效率，并非常明顯。2）.葉片外緣與泵體之間的間隙對(duì)流量、揚(yáng)程和效率的影響很敏感。（葉輪外徑與導(dǎo)殼內(nèi)徑間隙）3.葉片出口安放角β2：液體相對(duì)速度偏離葉片方向滑移：4葉片進(jìn)口安放角β1：葉輪內(nèi)損失的優(yōu)化：通常用葉輪出口直徑D2，轉(zhuǎn)速n，絕對(duì)表面粗糙度△5.葉片入口邊倒圓角的半徑等于葉片泵厚度一半1）.葉輪出口流動(dòng)排擠系數(shù)：ε2=sinβ2）.葉片出口液流周向速度：v6.葉片泵的依據(jù)理想設(shè)計(jì)工況進(jìn)行的設(shè)計(jì)1）.葉輪進(jìn)、出口流動(dòng)和壓力分布都是均勻的2）.泵內(nèi)流動(dòng)時(shí)軸對(duì)稱的3）.液體垂直和無(wú)撞擊進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)葉片4）.流動(dòng)速度的大小和方向沿泵內(nèi)流道緩慢逐漸變化7.回流破壞回流引起的的破壞是從葉片進(jìn)口邊的工作面向背面發(fā)展1）.它不發(fā)生在葉片的低壓面，而是發(fā)生在葉片進(jìn)口邊工作面上中間流面附近2）.在葉片出口的壓力面上或者葉輪后蓋板上可能產(chǎn)生嚴(yán)重破壞3）.在蝸殼隔舌或?qū)~上也可能發(fā)生破壞現(xiàn)象NPSHa8.泵流量控制方法比較9.全揚(yáng)程泵的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1）.稍大的葉輪出口外徑：因葉片出口角小，外徑和普通泵相比應(yīng)適當(dāng)增加，通常D2）.葉片出口寬度b2：和普通泵基本相同或稍大點(diǎn)，不要刻意增加b3）.較小的葉片出口角，較大的包角，較少葉片數(shù)，較大沖角a.葉片出口角，通常β2=8°～15°tanβ2=2vm2葉片包角：φ=135°～220°，根據(jù)葉片間流道變化情況調(diào)整。沖角：△β=10°～20°，按型線變化情況調(diào)整葉片數(shù)：z=3～5枚，可用長(zhǎng)短葉片4）.葉片繪型：因?yàn)槿珦P(yáng)程主要用于低比轉(zhuǎn)速，所以大多數(shù)采用圓柱葉片，也可以采用進(jìn)口部分扭曲的扭曲葉片，能采用方格網(wǎng)保角變換方法或扭曲三角形法等進(jìn)行葉片繪型。如果進(jìn)出口變化規(guī)律，用逐點(diǎn)計(jì)算法，對(duì)于圓柱形葉片，可以用變角對(duì)數(shù)螺旋線：r=r1在選定葉片出口角β2和葉片包角φ之后，用上式。給定不同的軸面角θ求出相應(yīng)的半徑r5）.壓水室和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)與普通泵相同，全揚(yáng)程泵葉片出口角小，葉輪出口速度v2較小，壓水室的第8斷面和導(dǎo)葉喉部面積比普通泵適當(dāng)增加（約1.36）.驗(yàn)算功率最大時(shí)流量：Q'7）.驗(yàn)算最大軸功率：P10.柴油機(jī)消防泵總結(jié)1）柴油機(jī)基本參數(shù)對(duì)照表型號(hào)功