離心泵葉輪水力設(shè)計(jì)

離心泵設(shè)計(jì)第三章離心泵和混流泵葉輪的水力設(shè)計(jì)

離心泵設(shè)計(jì)離心泵水力設(shè)計(jì)的方法

模型換算法（相似換算法）速度系數(shù)法面積比原理離心泵設(shè)計(jì)第一節(jié)泵的主要設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定

現(xiàn)離心泵設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)參數(shù)和要求

流量

揚(yáng)程

轉(zhuǎn)速（或由設(shè)計(jì)者確定）

裝置汽蝕余量（或給出裝置的使用條件）現(xiàn)離心泵設(shè)計(jì)

效率（要求保證的效率）

介質(zhì)的性質(zhì)（溫度、重度、含雜質(zhì)情況、腐蝕性等）

對(duì)特性曲線的要求（平坦、陡降、是否允許有駝峰等）

離心泵設(shè)計(jì)二、確定泵的總體結(jié)構(gòu)形式和泵的進(jìn)出口直徑

1.進(jìn)口直徑

選取原則：經(jīng)濟(jì)流速；汽蝕要求

2.泵出口直徑

離心泵設(shè)計(jì)三、泵轉(zhuǎn)速的確定

確定泵轉(zhuǎn)速應(yīng)考慮下面幾個(gè)因素

泵轉(zhuǎn)速越高，泵的體積越小確定轉(zhuǎn)速應(yīng)考慮原動(dòng)機(jī)的種類和傳動(dòng)裝置提高轉(zhuǎn)速受汽蝕條件的限制

離心泵設(shè)計(jì)可根據(jù)汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)選取

離心泵設(shè)計(jì)四、計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)ns，確定水力方案

離心泵設(shè)計(jì)在確定比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列因素

ns=120~210的區(qū)間，泵的效率最高，ns〈60的效率顯著下降可以采用單吸或雙吸的結(jié)構(gòu)形式來改變比轉(zhuǎn)數(shù)的大小離心泵設(shè)計(jì)

可以采用單級(jí)或多級(jí)的結(jié)構(gòu)形式來改變比轉(zhuǎn)數(shù)的大小泵特性曲線的形狀與比轉(zhuǎn)數(shù)的大小有關(guān)離心泵設(shè)計(jì)五、估算泵的效率水力效率

離心泵設(shè)計(jì)容積效率

該容積效率為只考慮葉輪前密封環(huán)的泄漏，對(duì)于有平衡孔、級(jí)間泄漏和平衡盤泄漏的情況，容積效率還要相應(yīng)降低

離心泵設(shè)計(jì)機(jī)械效率

泵的總效率

離心泵設(shè)計(jì)六、軸功率和原動(dòng)機(jī)功率

離心泵設(shè)計(jì)七.軸徑和輪轂直徑的確定

泵軸直徑的確定應(yīng)按強(qiáng)度、剛度和臨界轉(zhuǎn)速等情況確定。由于扭矩是泵主要的載荷，開始設(shè)計(jì)時(shí)首先按扭矩來確定泵軸的最小直徑，最小直徑一般位于聯(lián)軸節(jié)處。

離心泵設(shè)計(jì)根據(jù)軸各段的結(jié)構(gòu)工藝要求，確定葉輪處的軸徑dB和輪轂直徑dh。一般

離心泵設(shè)計(jì)畫草圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：各軸段應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)直徑軸上的螺紋一般采用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)牙螺紋，其內(nèi)徑應(yīng)等于或大于螺紋前軸段的直徑軸定位凸肩一般為1~2毫米離心泵設(shè)計(jì)第二節(jié)相似設(shè)計(jì)法

離心泵設(shè)計(jì)一、相似設(shè)計(jì)法的導(dǎo)出如果兩臺(tái)泵相似，比轉(zhuǎn)速必然相等，在相似工況下，兩臺(tái)泵的流量、揚(yáng)程和功率應(yīng)滿足公式：

離心泵設(shè)計(jì)兩臺(tái)相似泵的尺寸比例可以從上式求得：

在實(shí)際計(jì)算時(shí)，λQ和λH往往并不相等，在兩者差值不大時(shí)，一般取較大的值。

離心泵設(shè)計(jì)二、相似設(shè)計(jì)法的步驟１．根據(jù)給定的參數(shù)，計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)ns

２．根據(jù)ns選擇模型泵。離心泵設(shè)計(jì)選擇模型泵時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：流量－揚(yáng)程曲線要平坦泵效率要高，高效率區(qū)要寬汽蝕性能好３．根據(jù)已選定的模型和給定的參數(shù)，計(jì)算放大或縮小系數(shù)λ

離心泵設(shè)計(jì)４．根據(jù)λ確定過流部件的尺寸

離心泵設(shè)計(jì)５．根據(jù)模型泵性能曲線換算出是型泵性能曲線的數(shù)據(jù)

離心泵設(shè)計(jì)６．繪制實(shí)型泵圖紙

實(shí)型泵過流部件所有角度與模型相等，所有尺寸按計(jì)算出的λ值放大或縮小。但應(yīng)考慮到制造的可能性和結(jié)構(gòu)的合理性（如葉片和導(dǎo)葉厚度不能太厚或太?。┛勺鬟m當(dāng)?shù)男薷摹?/p>

離心泵設(shè)計(jì)三、相似設(shè)計(jì)法應(yīng)注意的問題

關(guān)于性能和效率問題關(guān)于結(jié)構(gòu)形式的影響關(guān)于修改模型問題汽蝕相似問題

離心泵設(shè)計(jì)第三節(jié)速度系數(shù)設(shè)計(jì)法

比轉(zhuǎn)數(shù)相等的泵的速度系數(shù)是相等的。不同的比轉(zhuǎn)速就有不同的速度系數(shù)。我們以現(xiàn)有性能比較好的產(chǎn)品為基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)出離心泵的速度系數(shù)曲線，設(shè)計(jì)時(shí)按ｎＳ選取速度系數(shù)，作為計(jì)算葉輪尺寸的依據(jù)，這樣的設(shè)計(jì)方法就叫做速度系數(shù)設(shè)計(jì)法。

離心泵設(shè)計(jì)葉輪主要幾何參數(shù)有：葉輪進(jìn)口直徑D0

葉片進(jìn)口直徑D1

葉輪輪轂直徑dh葉片進(jìn)口角β1離心泵設(shè)計(jì)葉輪出口直徑D2

葉輪出口寬度b2葉片出口角β2葉片數(shù)z葉片包角φ。

離心泵設(shè)計(jì)一、葉輪進(jìn)口直徑D0的確定

因?yàn)橛械娜~輪有輪轂，有的葉輪沒有輪轂，為了研究問題方便，引入當(dāng)量直徑De以排除輪轂的影響。

離心泵設(shè)計(jì)對(duì)于雙吸泵取Q/2

主要考慮泵的效率時(shí)K0=3.5~4.0兼顧效率和汽蝕時(shí)K0=4.0~5.0主要考慮汽蝕時(shí)K0=5.0~5.5

離心泵設(shè)計(jì)二、葉輪出口直徑D2的初步計(jì)算

葉輪外徑D2和葉片出口β2等出口幾何參數(shù)，是影響泵楊程的最重要的因素。

式中

離心泵設(shè)計(jì)三、葉輪出口寬度b2的計(jì)算和選擇

式中

離心泵設(shè)計(jì)四、葉片數(shù)的計(jì)算和選擇

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)，一方面考慮盡量減小葉片的排擠和表面的摩擦，另一方面又使葉道有足夠的長(zhǎng)度，以保證液流的穩(wěn)定性和葉片對(duì)液體的充分作用。

離心泵設(shè)計(jì)對(duì)于低比數(shù)離心葉輪

離心泵設(shè)計(jì)葉片數(shù)也可按比轉(zhuǎn)數(shù)選擇

ns30~4545~6060~120120~300Z8~107~86~74~6離心泵設(shè)計(jì)五、介紹確定葉輪尺寸的其它速度系數(shù)由相似原理，可以寫出速度系數(shù)的一般表達(dá)式：

離心泵設(shè)計(jì)速度v和nD成比例有：

由

離心泵設(shè)計(jì)或

離心泵設(shè)計(jì)利用上述公式、比轉(zhuǎn)數(shù)的大小、并借助經(jīng)驗(yàn)公式可以計(jì)算出泵相應(yīng)的尺寸

離心泵設(shè)計(jì)離心泵設(shè)計(jì)對(duì)于斜流泵

對(duì)于多級(jí)泵

離心泵設(shè)計(jì)六、葉輪外徑Ｄ２或葉片出口角β２的精確計(jì)算

前述確定葉輪外徑Ｄ２的計(jì)算方法中，速度系數(shù)是按一般情況（β２＝22.5）得出的。在設(shè)計(jì)泵時(shí)，可以選用不同的參數(shù)的組合，這時(shí)就增加了速度系數(shù)的近似性。因?yàn)椋模彩侵饕某叽?，按速度系?shù)法確定后，最好以此為基礎(chǔ)進(jìn)行精確計(jì)算。離心泵設(shè)計(jì)由基本方程式由出口速度三角形離心泵設(shè)計(jì)所以

整理后，得

離心泵設(shè)計(jì)解上面的方程，得

由ｕ２可求得Ｄ２為

離心泵設(shè)計(jì)對(duì)于離心泵，一般先選β２再計(jì)算Ｄ２；對(duì)于混流泵，先確定各流線的Ｄ２，精確計(jì)算β２角

離心泵設(shè)計(jì)七、葉片進(jìn)口安放角的確定

葉片進(jìn)口安放角大于液流角，采用正沖角Δβ＝３～９。1.進(jìn)口安放角的計(jì)算

ｖｕ１由吸水室的結(jié)構(gòu)確定。對(duì)直錐形吸水室ｖｕ１＝０；對(duì)螺旋形吸水室，可按經(jīng)驗(yàn)公式確定各流線的ｖｕ1值。

離心泵設(shè)計(jì)式中ｍ＝0.055～0.08，nｓ小取小值。

葉片進(jìn)口軸面速度

離心泵設(shè)計(jì)2.葉片出口安放角和出口三角形

離心泵一般是先選擇葉片出口角。混流泵一般按葉片出口處液流符合vur＝常數(shù)的方法來確定出口角。計(jì)算時(shí)先按揚(yáng)程計(jì)算出中間流線的vur，進(jìn)而求出其它流線的vu。

離心泵設(shè)計(jì)離心泵設(shè)計(jì)第四節(jié)葉片厚度和角度及其幾何關(guān)系

離心泵設(shè)計(jì)流面上葉片各厚度間的關(guān)系離心泵設(shè)計(jì)軸截面上葉片厚度離心泵設(shè)計(jì)平面上葉片厚度離心泵設(shè)計(jì)流面厚度S

在流面上葉片垂線間的距離為流面厚度。

圓周厚度

流面厚度在圓周方向的分量稱為圓周厚度。

離心泵設(shè)計(jì)軸面厚度流面厚度在軸面方向的分量稱為軸面厚度。

徑向厚度

軸面厚度在平面圖上的投影長(zhǎng)度為平面圖上的徑向厚度。

離心泵設(shè)計(jì)葉片真實(shí)厚度與圓周厚度之間的關(guān)系：

離心泵設(shè)計(jì)葉片真實(shí)厚度與圓周厚度之間的關(guān)系：

離心泵設(shè)計(jì)葉片真實(shí)厚度與流面厚度之間的關(guān)系

離心泵設(shè)計(jì)葉片真實(shí)厚度與流面厚度之間的關(guān)系：

離心泵設(shè)計(jì)葉片各厚度與角度之間的關(guān)系：

第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡(jiǎn)意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長(zhǎng)的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤(rùn)滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長(zhǎng)達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長(zhǎng)壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長(zhǎng)，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，省功、對(duì)氣缸潤(rùn)滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動(dòng)發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對(duì)容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對(duì)氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動(dòng)慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長(zhǎng)度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長(zhǎng)度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動(dòng)慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時(shí)間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率pi

：按示功圖計(jì)算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計(jì)算的功率