合理选择轴流泵的导叶数
立式轴流泵的结构特点说明
立式轴流泵的结构特点说明立式轴流泵叶轮装有2～7个叶片，在圆管形泵壳内旋转。
叶轮上部的泵壳上装有固定导叶，用以消除液体的旋转运动，使之变为轴向运动，并把旋转运动的动能转变为压力能。
轴流泵通常是单级式，少数制成双级式。
流量范围很大，为180～36万立方米/时;扬程一般在20米以下。
轴流泵一般为立式，叶轮浸没在水下面,也有卧式或斜式轴流泵。
小型立式轴流泵的叶轮安装位置高出水面时，需要用真空泵排气引水启动。
轴流泵的叶片分固定式和可调式两种结构。
大型轴流泵的使用工况(主要指流量)在运行中常需要作较大的变动，调节叶片的安装角可使泵在不同工况下保持在高效率区运行。
小型泵的叶片安装角一般是固定的。
该水泵属于动力式泵中比转数最高的一种，比转数为 500～1600。
泵的流量-扬程、流量-轴功率特性曲线在小流量区较陡，故应避免在这一不稳定的小流量区运行。
轴流泵在零流量时的轴功率最大，因此泵在启动前必须先打开排出管路上的阀，以减小启动功率。
轴流泵主要适用于低扬程、大流量的场合，如灌溉、排涝、船坞排水、运河船闸的水位调节，或用作电厂大型循环水泵。
扬程较高的轴流泵(必要时制成双级)可供浅水船舶的喷水推进之用。
轴流泵的性能优点：其中立式轴流泵主要是靠叶片的升力将流体引到出口，是轴向进，轴向出，具有流量大等优点。
1、潜水轴流泵：驱动水泵的电动机是干式全封闭潜水三相异步电动机，可以长期浸入水中运行，具有传统机组一系列无可比拟的优点。
2、由于电机与水泵构成一体，无须在安装现场进行耗工、耗时的电机、传动机构、水泵轴线对中的装配工序，现场安装方便、快速。
3、由于潜入水中运行，可以大大简化泵站的真土工及建筑结构工程，减少安装面积，节约工程造价30~40%。
4、噪声低，泵站内无高温，改善操作环境，可按要求建成全地下泵站，保持地面的环境风貌。
5、潜水电机采用双重或三重机械密封，F级(耐温155。
C)绝缘，防护等级为IP68(IEC)。
在水力模型方面，我们吸收了国内外同类产品的优点，采用国际上最先进的变环量、变轴面速度升力法，独立设计的高效节能、抗6、汽蚀性能好的新型水力发电模型。
轴流泵简介
用以通常20米的叶两种的安流泵功率的轴适用厂大其正和负速旋一排轴流泵叶轮以消除液体的常是单级式，米以下。
轴流叶轮安装位置种结构。
大型安装角可使泵泵属于动力式率特性曲线在轴功率最大，用于低扬程、大型循环水泵设将此机翼正、负压力的如果流体不负压，即翼面如果将机翼旋转时，翼面排造成了液体轮装有2～7个的旋转运动，使少数制成双流泵一般为立置高出水面时型轴流泵的使泵在不同工况式泵中比转数在小流量区较因此泵在启动大流量的场泵。
扬程较高翼悬挂在流体的大小与翼形不动，而机翼面（机翼上面翼形的桨叶固面（螺旋桨下侧体(或气体）的轴个叶片，在圆使之变为轴向双级式。
流量立式，叶轮浸时，需要用真空用工况（主要况下保持在高数最高的一种较陡，故应避免动前必须先打合，如灌溉、高的轴流泵（体中，流体以形及迎角(翼背以相等速度在面）为负翼背定在转轴上侧）因负压而的流动。
这就轴流泵管形泵壳内旋向运动，并把范围很大，为浸没在水下面空泵排气引水要指流量）在效率区运行，比转数为免在这一不稳打开排出管路、排涝、船坞必要时制成双一定的速度流背与液流方向在流体中运动为正压。
在此，形成螺旋桨而有吸流作用就是轴流泵的泵简介旋转。
叶轮上把旋转运动的为180～360面，也有卧式水启动。
轴流在运行中常需。
小型泵的叶500～1600稳定的小流量路上的阀，以坞排水、运河双级）可供浅流过时，翼面向之倾角）以动时，则翼背此压力作用下桨，并使之不用，翼背因正的工作原理。
上部的泵壳上的动能转变为0万立方米/时式或斜式轴流泵流泵的叶片分需要作较大的叶片安装角一0。
泵的流量量区运行。
轴以减小启动功河船闸的水位浅水船舶的喷面发生负压，及流体速度背和翼面受到下机翼将获得不能沿轴向移正压而有排流 上装有固定导为压力能。
轴时；扬程一般泵。
小型轴流分固定式和可的变动，调节一般是固定的量-扬程、流量轴流泵在零流功率。
轴流泵位调节，或用喷水推进之用翼背发生正的大小有关。
到与前相同的得升力。
轴流泵效率分析
叶轮参数对 020Q84喷水推进轴流泵性能的影响2010年05月31日 e-works随着计算机技术及计算流体力学等新学科的飞速发展，CFD对轴流泵进行内部流场计算成为可能，并已成为重要的设计手段。
运用软件数值模拟流体机械的几何参数对其性能的影响，可以方便地研究其内部规律，找到提高效率的有效途径。
本文运用流体软件FLUENT对020Q84喷水推进轴流泵模型的内部流场进行了数值模拟，比较全面地研究、分析了叶片数、转速、轮毂比、安装角等几何参数对其性能的影响。
这可为提高喷水推进轴流泵设计水平提供有益的参考。
1 数值模拟计算文中020Q84喷水推进轴流泵模型的计算区域包括进水段、动叶轮区域、导叶区域和出水段组成的整体。
其中，动叶和导叶的数目分别为：6个和7个，轮毂比为0.4，进口直径为200mm，设计转速为1450r/min。
本文对各部分计算区域分别生成网格，然后通过网格拼接技术耦合起来，网格总数为1,887,307。
该叶轮模型以X轴为旋转轴，图1给出了该泵的三维示意图及叶片表面的计算网格。
图1 泵的形状及叶片表面的计算网格本文采用标准k-ε紊流模型和SIMPLE算法，选择分离隐式求解器模拟计算轴流泵内部从进口到出口的360o全流场，求解三维时均雷诺N-S方程，各种变量和湍流粘性参数都用二阶迎风格式离散。
采用MRF方法处理轴流泵动静界面数据的交换，收敛精度为10-7，收敛耗时约20小时。
2 数值模拟结果与实验比较分析2.1 性能预估模型数值计算很重要的一个目的，就是预测泵的外特性。
喷水推进轴流泵的流场计算结束后，可以分别获得泵进、出口的总能量。
叶轮扬程就是叶轮进、出口断面的质量平均总压之差，根据泵进、出口的总能量的差值可以预测泵的扬程H。
进口的总能量以进口处的总压Poin来表示；出口处的总能量以出口处的总压Poout 来表示。
预测的扬程按下式计算：式中：ρ—水的密度，为常数；g—重力加速度，也是常数；Δz—叶轮出口与叶轮进口在垂直方向的距离。
轴流泵的常识
轴流泵为一种高比转数(500~1200)叶片泵，其流量大扬程低，流量大约在0.1~50米³/秒范围内，扬程一般低于25米;多数在4~15米。
液流在旋转翼形叶片作用下，产生沿轮轴轴向的运动。
又因它的叶片象螺旋桨，所以又叫做螺旋桨泵。
在轴流泵中，水的流动如同在螺旋表面上的运动一样，即一方面沿轴前进，另一方面还跟着叶轮旋转。
从叶轮中流出来的带有切向速度的旋转水流，如果直接进入管道，则这一部分旋转的动能就讲完全损失掉。
为此，需要消除液体的旋转运动，并把它的动能变换为压力能，达到提高水泵效率的目的，因此设有导叶。
导叶的数目一般比叶轮叶片的数目多一片或少一片。
而叶轮叶片数与比转数有关，低比转数轴流泵(ns=500~600)，叶片数Z=5~6;中比转数轴流泵(ns=800~900)，叶片数Z=4;高比转数轴流泵(ns>1000)，Z可取3片或2片。
对于可调节的轴流泵叶轮(即叶片可以转动)，Z>4时会造成转动机构上的困难。
导叶进口边与叶轮出口边之间的距离也有一定的要求，一般为0.1D,D为导叶直径;如果这个距离太小，轴流泵运行不稳定，如果距离太大，则又增大了水力损失。
轴流泵产生的理论水头，其方程式和离心泵的很相似，不过考虑到轴流泵出口与入口圆周速度相同，所以有：H∞=u2(v2u-v1u)/g如果叶轮入口没有预旋，则上式为：H∞= u2v2u/g理论流量为：QT=vF式中 v——液体在叶轮轴向的分速，米/秒;F——液体在出口处的横断面积，米²。
轴流泵工作时，也会发生汽蚀现象。
即在叶片背部压力降低到低于工作水温的饱和压力时，液体开始蒸发产生汽泡;汽泡沿流线进到压力较高的区域时，受压迅速收缩，产生水力冲击，并对叶片表面造成严重的剥蚀损坏。
当汽泡区域进一步扩大时，叶片背部则会完全被汽泡覆盖，这时汽泡的消灭不在叶片上而是在叶片背后，所以对叶片无剥蚀作用，但由于此时汽泡堵塞了叶片之间的通道，所以水泵的流量、压力、效率等均下降，并产生噪音和振动，破坏水泵正常工作。
轴流泵设计说明书
JIANGSU UNIVERSITY本 科 课 程 设 计设计说明书题目： 立式轴流泵学院名称： 能源与动力工程学院专业班级： 流体机械及其自动控制卓越学生姓名： ***学 号： **********设计导师： 高波2013 年11月目录第一部分内容摘要————————————————3 第二部分概述—————————————————4 第三部分设计方案及原理说明———————————7 第四部分水力设计————————————————8 第五部分结构设计————————————————15 第六部分重要部件的校核—————————————20 第七部分参考文献————————————————25 第八部分课程设计小结——————————————26第一部分内容摘要轴流泵流量大，扬程低，比转速高，轴流泵的液流沿轴方向流动，其设计的基本原理与离心泵基本相同。
轴流泵大多是单级立式的，可以分为固定叶片式和可调叶片式两种。
本设计的题目是可调叶片式轴流泵——即叶片可调节倾斜角度。
其内容只有大致工况设定，没有具体工作环境说明的要求，大致要求材料要有一定的耐腐蚀性能。
此外，轴流泵广泛应用于多种场合。
泵既有离心式的，也有轴流式的，既有立式的，也有卧式的，既有单级的，也有多级的，应不同场合而定。
本毕业设计要求为设计立式轴流泵，这就决定了设计方向为：立式、单级、轴流。
泵主要由泵体、传动轴和传动装置等组成。
其传动装置是将原动机的动力传递给泵轴的中间装置。
泵设计最主要的是水力设计——叶片及导叶的水力设计。
叶片的水力设计采用两种方法：圆弧法和升力法。
经分析比较：采用圆弧法设计的轴面投影图叶片更为光滑，难度相对更高；采用升力法设计的轴面投影图，虽然比圆弧法设计的稍微差点，但是，由于当今国内的制造水平对于三维曲面的加工还相对落后，即使是好的设计也是难以加工出来的，对于空间曲面加工效果好的机床是五轴联动机床，国内包括在国内的外企，拥有五轴联动机床的公司屈指可数。
用数值模拟研究叶片数变化对轴流泵性能的影响
差 分格 式 中 ，为 了提 高求 解 精 度 ， 差分 格 式 在 中 ，压力项 采 用 二 阶 中心 差分 格 式 ，速 度项 、紊 动
能项和紊粘系数项均采用二阶迎风差分格式。求解
２ 计算模型及边界条件
２ １ 控制 方程 ．
过程中各迭代松 弛系数分别 为 ： 压力项为 ０ ３ 速 ．， 度项为 ０７ 紊动能项和紊粘系数项为 ｌ ．， 。
２ ３ 边 界条件 ．
假设 转 轮转 速一 定 ，由 Ｂ ｕｓ ｅｑ涡粘 性假设 ｏ ｓｎｓ ｉ
喷 水推进 器 为水 平 放置 ，为 了减小 在计 算 过程 中 因计 算 域 进 口与 出 口位 置 对 叶 轮 内部 流 场 的影 响 ，本文计 算 域 的进 口与 出 口适 当 向外 作 了延 伸 。
率 为 叶轮产 生 的有效 功率 与计 算轴 功率 之 比。
渐增加 ， 其中效率的变化较缓 ， 一般在 １ ％左右。 可
见 ，叶片数 的变 化对 轴 流泵效 率 影 响不 大 。该结 论 与文 献 ［］ ２ 中的实 验结 果相 符 。 ２ 轴流 泵 的叶 片 数从 ３片 变 化 到 ８片 的过 程 ）
以预 测泵 的扬 程 。进 口的总能量 以进 口处 的总压 表 示 ； 口处 的总能 量 以出 口处 的总压 出 表
宣 毒
示 。预 测 的扬 程 按下式 计算 ：
：
Ｐ ｇ
一
Ｐ ｇ
＋△
式 中 ｐ 水 的密度 一
０ ２ ．１ ０．１ ３ ０． ４ １ ０ ５ ．１ ０ ６ ｌ ０．１ ７
化对 轴 流泵 性能 的影 响 。 由于只 改变 叶 片数 ，反映 的是 叶栅 稠 密度 Ｉ ｔ ／ 的变化 ，故其 它参数 均保 持不 变 。为 了便 于 比较 ， 算过 程 中 ， 叶保持 不变 （ 计 导 导 叶为 ７片 ） 。直 径 为 ２ ０ｍｍ， 速 ｎ＝１５ ／ ｉ， ０ 转 ４０ｒ ｍｎ
轴流泵叶轮水力模型设计参数
1 轴流泵叶轮水力模型设计参数叶轮直径D=300mm ； 转速n=1450r/min ；流量Q=380L/s ； 扬程H=6.0m ； 空化余量NPSHre<7.0m2 叶轮设计流程第一、确定转速n 和比转速n s 第二、估算泵的效率第三、确定叶轮主要结构参数（1）确定叶轮的轮毂比h d ；（2）叶片数Z ；（3）外径D 。
第四、叶片的设计（流线法、升力法、……） 第五、叶片的绘型3 叶轮基本参数的选择3.1 比转速的确定已知转速n 后，就可根据公式计算出比转速来。
轴流泵的比转速ns 一般为500-1200，但根据需要，可以超出此范围，有些资料介绍ns 的范围为400-2000.851≈851.02=65.343HQn n s =3.2 叶轮外径D 和轮毂直径d h 的确定叶轮直径D 和轮毂直径d h 应根据轴面速度Vm 的大小来确定。
轴面速度Vm 的可按下面式计算：式中 Q——设计流量n——转速Vm——液体进入转轮以前的轴面速度轮毂比D d h 与比转速s n 有关，其值根据表1或图 1选取:表1 轮毂比D d h 与比转速s n 的关系sm Q n m V /495.6380.0145007.0307.0322=⨯⨯==图 1 轮毂比D hd 与比转速sn 的关系曲线从图及表中可看出，轮毂比D d h 随比转速s n 的减小而增大，这是因为：为了减小叶片在液流中的迎面阻力，必须使叶片后面不产生漩涡层，必须要使每一计算截面上围绕翼型流动的速度环量Γ1相等。
所以根据以上叙述，选择轮毂比为3.3 叶片数Z 的选择轴流泵叶轮的叶片数Z 与比转速s n 有关，其统计数据列于表2表2 叶片数Z 与比转速s n 的关系根据上表选择叶片数Z=44 叶片各截面的叶栅计算（流线法）如果用半径为r 和（r+dr ）的两个同心圆柱面去切割轴流泵的叶轮，则得到一个包括翼型在内的液体圆环，如图2所示，如将这个圆环剖开并展开于平面上，则得到一个无限直列叶栅，如图3所示。
轴流泵技术参数
轴流泵技术参数一、引言轴流泵是一种常用的离心泵，其主要特点是流量大、扬程低、效率高。
在工业生产和农业灌溉中，轴流泵被广泛应用。
本文将从轴流泵的技术参数方面进行介绍，以帮助读者更好地了解和使用轴流泵。
二、流量流量是轴流泵的一个重要技术参数，它表示单位时间内通过泵的液体体积。
轴流泵的流量通常以立方米/秒（m³/s）或立方米/小时（m³/h）来表示。
具体的流量大小取决于泵的类型、叶轮直径和转速等因素。
三、扬程扬程是轴流泵的另一个关键技术参数，它表示泵能够克服液体的静压力差，将液体抬升的高度。
扬程的单位通常为米（m）。
轴流泵的扬程与叶轮直径、转速、进口直径和出口直径等因素有关。
扬程越大，泵能够输送液体的高度也就越高。
四、效率效率是衡量轴流泵性能的重要指标，它表示泵转化输入功率为输出功率的能力。
轴流泵的效率通常以百分比（%）表示。
较高的效率意味着泵能够更有效地将输入的能量转化为流体的动能。
泵的效率受到多种因素的影响，包括泵的设计、叶轮形状和转速等。
五、功率功率是轴流泵的另一个重要技术参数，它表示泵转化或传输能量的速率。
轴流泵的功率通常以千瓦（kW）或马力（HP）来表示。
功率的大小取决于泵的流量、扬程和效率等因素。
通常情况下，功率越大，泵的输送能力也就越强。
六、转速转速是轴流泵的一个重要参数，它表示泵的叶轮每分钟旋转的圈数。
转速通常以转/分钟（rpm）来表示。
不同类型的轴流泵具有不同的转速范围，一般在几百到几千转之间。
转速的选择要根据具体的应用需求和泵的设计要求来确定。
七、进口直径和出口直径进口直径和出口直径是轴流泵的两个重要技术参数，它们分别表示泵的进口和出口管道的直径大小。
进口直径和出口直径的大小直接影响轴流泵的流量和扬程。
根据具体的工程需求和管道设计，合理选择进口直径和出口直径可以提高轴流泵的运行效率。
八、材料轴流泵的材料也是一个重要的技术参数，它直接影响泵的耐腐蚀性、耐磨性和使用寿命。
叶片数对轴流泵水力性能的影响
叶片数对轴流泵水力性能的影响顾丽琼;潘张宇;陈新华;顾梅芳【摘要】采用基于CFD数值模拟计算的方法研究叶轮叶片数和导叶叶片数对轴流泵水力性能的影响.对轴流泵的水力性能曲线进行数值计算并分析.结果表明,轴流泵的扬程随着叶轮叶片数的增加而增加,但并不是严格随着叶片的多少成比例升高,轴流泵效率随着叶轮叶片数的减小而增大,必需汽蚀余量随着叶轮叶片数的减小而增大.不同导叶叶片数下泵段扬程基本保持一致,说明导叶在进行配套设计完成后,单改叶片数对扬程影响很小,但是对效率影响较大,特别是大流量工况叶片数越多,效率越低.【期刊名称】《水利科技与经济》【年(卷),期】2018(024)006【总页数】6页(P47-52)【关键词】叶片数;水力性能;数值计算【作者】顾丽琼;潘张宇;陈新华;顾梅芳【作者单位】江阴市水利工程公司,江苏无锡214431;江阴市白屈港水利枢纽管理处,江苏无锡214400;江阴市南闸水利农机服务站,江苏无锡214431;江阴市重点水利工程建设管理处,江苏无锡214431【正文语种】中文【中图分类】TH312;TV131.40 引言轴流泵站在城市防洪排涝，跨流域调水等工程中发挥了重要的作用，轴流泵叶片数和导叶叶片数的选择对泵站的高效运行起着至关重要的作用。
围绕着轴流泵叶片数和导叶叶片数，相关人员展开了深入的研究，姚捷[1]等围绕叶轮叶片数对轴流泵压力脉动特性进行了分析；张志远、韩小林、鄢碧鹏等[2-6]围绕叶轮叶片数对水泵性能和空化特性的影响进行了研究分析，但对于轴流泵叶轮叶片数和导叶叶片数对全工况的性能影响分析不全面。
本文围绕叶轮叶片数和导叶叶片数，采用CFD 数值模拟计算的手段，对泵段的全工况进行能量特性分析，分析结果可为泵站的设计及经济运行提供指导。
1 数值模拟1.1 计算模型本文采用CFD数值模拟手段分析叶轮叶片数和导叶叶片数对轴流泵段水力性能的影响，计算以某一特定比转数水力模型为基础，叶轮的叶片数为4片，导叶的叶片数为5片。
轴流泵的基本构造
轴流泵的基本构造轴流泵的外形很象一根水管，泵壳直径与吸水口直径差不多，既可以垂直安装(立式)和水平安装(卧式)，也可以倾斜安装(斜式)。
(1)吸人管：为了改善人口处水力条件，常采用符合流线形的喇叭管或做成流道形式.(2)叶轮：是轴流泵的主要工作部件，其性能直接影响到泵的性能。
叶轮按其调节的可能性，可以分为固定式、半调式和全调式三种。
固定式轴流泵是叶片和轮毂体铸成一体的，叶片的安装角度是不能调节的。
半调式轴流泵其叶片是用螺母栓紧在轮毂体上，在叶片的根部上刻有基准线，而在轮毂体上刻有几个相应的安装角度的位置线，-4、-2、0、+2、+4等。
叶片不同的安装角度，其性能曲线将不同。
根据使用的要求可把叶片安装在某一位置上，在使用过程中，如工况发生变化需要进行调节时，可以把叶轮卸下来，将螺母松开转动叶片，使叶片的基准线对准轮毂体上的某一要求角度线，然后把螺母拧紧，装好叶轮即可。
全调式轴流泵就是该泵可以根据不同的扬程与流量要求，在停机或不停机的情况下，通过一套油压调节机构来改变叶片的安装角度，从而来改变其性能，以满足使用要求，这种全调式轴流泵调节机构比较复杂，一般应用于大型轴流泵站。
(3)导叶：在轴流泵中，液体运动好象沿螺旋面的运动，液体除了轴向前进外，还有旋转运动。
导叶是固定在泵壳上不动的，水流经过导叶时就消除了旋转运动，把旋转的动能变为压力能。
因此，导叶的作用就是把叶轮中向上流出的水流旋转运动变为轴向运动。
一般轴流泵中有6~12片导叶。
(4)轴和轴承：泵轴是用来传递扭矩的。
在大型轴流泵中，为了在轮毂体内布置调节、操作机构，泵轴常做成空心轴，里面安置调节操作油管。
轴承在轴流泵中按其功能有两种：①导轴承,主要是用来承受径向力，起到径向定位作用;②推力轴承，其主要作用在立式轴流泵中，是用来承受水流作用在叶片上的方向向下的轴向推力，泵转动部件重量以及维持转子的轴向位置，并将这些推力传到机组的基础上去。
(5)密封装置：轴流泵出水弯管的轴孔处需要设置密封装置，目前，一般仍常用压盖填料型的密封装置.轴流泵及混流泵都是叶片式泵中比转数较高的一种泵。
叶片数对轴流泵水力性能的影响
[收稿日期]㊀２０１７－１２－１９[作者简介]㊀顾丽琼(１９８７－)ꎬ女ꎬ江苏江阴人ꎬ助理工程师ꎬ主要从事水利水电工程建设管理工作ꎻ潘张宇(１９９０－)ꎬ男ꎬ江苏江阴人ꎬ助理工程师ꎬ主要从事水利水电工程建设管理工作ꎻ陈新华(１９７１－)ꎬ男ꎬ江苏江阴人ꎬ工程师ꎬ主要从事农水建筑物管理工作ꎻ顾梅芳(１９７２－)ꎬ女ꎬ江苏江阴人ꎬ工程师ꎬ主要从事水利水电工程建设管理工作叶片数对轴流泵水力性能的影响顾丽琼１ꎬ潘张宇２ꎬ陈新华３ꎬ顾梅芳４(１ 江阴市水利工程公司ꎬ江苏无锡２１４４３１ꎻ２ 江阴市白屈港水利枢纽管理处ꎬ江苏无锡２１４４００ꎻ３ 江阴市南闸水利农机服务站ꎬ江苏无锡２１４４３１ꎻ４ 江阴市重点水利工程建设管理处ꎬ江苏无锡２１４４３１)[摘㊀要]㊀采用基于ＣＦＤ数值模拟计算的方法研究叶轮叶片数和导叶叶片数对轴流泵水力性能的影响ꎮ对轴流泵的水力性能曲线进行数值计算并分析ꎮ结果表明ꎬ轴流泵的扬程随着叶轮叶片数的增加而增加ꎬ但并不是严格随着叶片的多少成比例升高ꎬ轴流泵效率随着叶轮叶片数的减小而增大ꎬ必需汽蚀余量随着叶轮叶片数的减小而增大ꎮ不同导叶叶片数下泵段扬程基本保持一致ꎬ说明导叶在进行配套设计完成后ꎬ单改叶片数对扬程影响很小ꎬ但是对效率影响较大ꎬ特别是大流量工况叶片数越多ꎬ效率越低ꎮ[关键词]㊀叶片数ꎻ水力性能ꎻ数值计算[中图分类号]㊀ＴＨ３１２ꎻＴＶ１３１ ４㊀㊀[文献标识码]㊀Ｂ㊀㊀[文章编号]㊀１００６－７１７５(２０１８)０６－００４７－０６ＥｆｆｅｃｔｏｆＬｅａｆＮｕｍｂｅｒｏｎＡｘｉａｌ－ｆｌｏｗＰｕｍｐＨｙｄｒａｕｌｉｃＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＧＵＬｉ－ｑｉｏｎｇ１ꎬＰＡＮＺｈａｎｇ－ｙｕ２ꎬＣＨＥＮＸｉｎ－ｈｕａ３ꎬＧＵＭｅｉ－ｆａｎｇ４(１ ＪｉａｎｇｙｉｎＩｒｒｉｇａｔｉｏｎＷｏｒｋｓＣｏｍｐａｎｙꎬＷｕｘｉ２１４４３１ꎬＪａｎｇｓｕꎬＣｈｉｎａꎻ２ ＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＪｕｎｃｔｉｏｎｏｆＢａｉｑｕＰｏｒｔｏｆＪｉａｎｇｙｉｎꎬＷｕｘｉ２１４４３１ꎬＪａｎｇｓｕꎬＣｈｉｎａꎻ３ ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎ￣ｃｙＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｅｒｖｉｃｅＳｔａｔｉｏｎｏｆＮａｎｚｈａꎬＷｕｘｉ２１４４３１ꎬＪａｎｇｓｕꎬＣｈｉｎａꎻ４ ＪｉａｎｇｙｉｎＫｅｙＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＰｒｏｊｅｃｔＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＯｆｆｉｃｅꎬＷｕｘｉ２１４４３１ꎬＪａｎｇ￣ｓｕꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｂｌａｄｅｎｕｍｂｅｒａｎｄｇｕｉｄｅｖａｎｅｎｕｍｂｅｒｏｎｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｅｒ￣ｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｘｉａｌｆｌｏｗｐｕｍｐｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙＣＦＤｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅａｘｉａｌｆｌｏｗｐｕｍｐａｒｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｈｅａｄｏｆｔｈｅａｘｉａｌ－ｆｌｏｗｐｕｍｐｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｂｌａｄｅｓꎬｂｕｔｉｔｉｓｎｏｔｓｔｒｉｃｔｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｂｌａｄｅｓ Ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅａｘｉａｌ－ｆｌｏｗｐｕｍｐｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｂｌａｄｅｓ ＴｈｅｒｅｑｕｉｒｅｄＮＰＳＨｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｂｌａｄｅｓꎬａｎｄｔｈｅｃａｖｉｔａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｔｈｅｗｏｒｓｔ Ｔｈｅｈｅａｄｏｆａｘｉａｌ－ｆｌｏｗｐｕｍｐｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｌａｄｅｎｕｍｂｅｒｉｎｔｈｅｇｕｉｄｅｖａｎｅｉｓｂａｓｉｃａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅꎬｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｇｕｉｄｅｖａｎｅｂｌａｄｅｓｃｈａｎｇｅｓｈａｓｌｉｔｔｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｈｅａｄａｆｔｅｒｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｄｅｓｉｇｎｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄꎬｂｕｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｌａｒｇｅꎬｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｔｈｅｍｏｒｅｇｕｉｄｅｖａｎｅｂｌａｄｅｓꎬｔｈｅｌｏｗｅｒ７４ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙＫｅｙｗｏｒｄｓ:ｌｅａｆｎｕｍｂｅｒꎻｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎻｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ０㊀引㊀言轴流泵站在城市防洪排涝ꎬ跨流域调水等工程中发挥了重要的作用ꎬ轴流泵叶片数和导叶叶片数的选择对泵站的高效运行起着至关重要的作用ꎮ围绕着轴流泵叶片数和导叶叶片数ꎬ相关人员展开了深入的研究ꎬ姚捷[１]等围绕叶轮叶片数对轴流泵压力脉动特性进行了分析ꎻ张志远㊁韩小林㊁鄢碧鹏等[２－６]围绕叶轮叶片数对水泵性能和空化特性的影响进行了研究分析ꎬ但对于轴流泵叶轮叶片数和导叶叶片数对全工况的性能影响分析不全面ꎮ本文围绕叶轮叶片数和导叶叶片数ꎬ采用ＣＦＤ数值模拟计算的手段ꎬ对泵段的全工况进行能量特性分析ꎬ分析结果可为泵站的设计及经济运行提供指导ꎮ１㊀数值模拟１ １㊀计算模型本文采用ＣＦＤ数值模拟手段分析叶轮叶片数和导叶叶片数对轴流泵段水力性能的影响ꎬ计算以某一特定比转数水力模型为基础ꎬ叶轮的叶片数为４片ꎬ导叶的叶片数为５片ꎮ为了节省计算时间ꎬ不考虑进水直管段和６０ʎ出水弯管ꎬ只计算叶轮和导叶ꎮ同时为了计算结果的可靠性ꎬ在叶轮进口和导叶出口进行适当的延长ꎮ计算模型图见图１ꎮ图１㊀计算模型图研究叶片数对轴流泵水力性能的影响时ꎬ考虑叶轮叶片数和导叶叶片数两种情况分别进行研究ꎮ１ ２㊀网格划分本文针对轴流泵叶轮与导叶体在Ｔｕｒｂｏ－Ｇｒｉｄ软件中进行结构化的网格剖分ꎮ在Ｔｕｒｂｏ－Ｇｒｉｄ中划分的网格质量都能够满足ＣＦＸ的计算要求ꎬ网格质量均能达到０ ３以上ꎬ高于工程实际使用中需要的网格质量ꎮ除了网格质量对结果影响外ꎬ网格数量对计算结果也会产生影响ꎮ因此ꎬ本文针对剖分的网格数量进行网格数量无关性分析ꎮ针对本文的计算模型ꎬ不断增加剖分的网格数量时ꎬ发现当划分的网格数量增加到一定值时ꎬ计算效率和扬程趋向于稳定ꎮ根据网格无关性分析ꎬ本文计算网格最终取原型装置网格总数为１２０万ꎬ水泵叶轮的网格数为５２万ꎮ网格无关性曲线见图２ꎮ图２㊀网格无关性分析曲线１ ３㊀边界条件边界条件的设置对计算结果的稳健性有着重要的影响ꎮ边界条件设置ꎬ特别是进出口边界条件设置不合理ꎬ有时会使得计算结果不可靠ꎬ严重时甚至会导致结果发散ꎮ本文在数值模拟计算时ꎬ采用总压进口㊁质量流量出口的边界条件ꎮ泵装置内部的流动是非定常的三维的湍流流动ꎬ流动较为复杂ꎬ水泵叶轮为旋转域ꎬ转速１４５０ｒ/ｍｉｎꎬ其他为静止域ꎮ因此ꎬ泵装置中存在动静交界面ꎬ本文的动静交界面类型采用ＣＦＸ软件中的 Ｓｔａｇｅ 模型ꎮ静止域与静止域之间采８４顾丽琼ꎬ等:叶片数对轴流泵水力性能的影响第６期㊀用ＣＦＸ中的Ｎｏｎｅ交界面型式ꎬ即各部件直接相连ꎮ本文的数值计算采用雷诺时均Ｎ－Ｓ控制方程ꎬ采用标准的ｋ－ε湍流模型对控制方程进行封闭ꎮ本文泵装置的进口域为进水流道的进口ꎬ在进口设置总压进口条件ꎬ总压为一个大气压ꎮ泵装置的出口域为出水流道的出口ꎬ在域的出口将边界条件设置为质量流量ꎬ设计流量为３６０Ｌ/ｓꎮ水泵叶片的表面㊁轮毂外表面及轮缘内表面等固体壁面的边界条件均采用固壁表面满足黏性流体的无滑移条件ꎬ近壁区采用标准的壁面函数ꎮ１ ４㊀计算依据１)扬程ꎮ根据伯努利方程可计算装置扬程ꎬ将进水流道进口与出水流道出口的总能量差定义为泵装置的扬程ꎬ计算公式为:Ｈｎｅｔ＝ʏｓ２Ｐ２ｕｔｄｓρＱｇ＋Ｈ２＋ʏｓ２ｕ２２ｕｔ２ｄｓ２Ｑｇæèççöø÷÷－ʏｓ１Ｐ１ｕｔｄｓρＱｇ＋Ｈ１＋ʏｓ１ｕ２１ｕｔ１ｄｓ２Ｑｇæèççöø÷÷(１)其中:等式右边第一项为出水流道出口断面的总能量ꎬ第二项为进水流道进口断面的总能量ꎮＱ为流量ꎬＬ/ｓꎻＨ１㊁Ｈ２为上述２个断面所在的高程ꎬｍꎻｓ１㊁ｓ２为泵装置进口和出口的断面面积ꎬｍ２ꎻｕ１㊁ｕ２为泵装置进口和出口断面的流速ꎬｍ/ｓꎻｕｔ１㊁ｕｔ２为泵装置进口和出口断面的流速的法向分量ꎬｍ/ｓꎻＰ１㊁Ｐ２为泵装置进口和出口断面的静压值ꎬＰａꎻｇ为当地重力加速度ꎬｍ/ｓ２ꎮ２)效率ꎮＣＦＤ中由装置内部的速度场㊁压力场及作用在叶片上的扭矩可预测水泵及装置的能量特性ꎮ泵装置效率计算公式:η＝ρｇＱＨｎｅｔＴｐω(２)式中:Ｔｐ为扭矩ꎬＮ ｍꎻω为水泵叶轮的旋转角速度ꎬｒａｄ/ｓꎮ２㊀计算结果及分析２ １㊀叶轮叶片数对轴流泵水力性能的影响初始设计叶轮叶片数为４片ꎬ叶片数取３~５片为宜ꎮ针对叶轮叶片数分别为３㊁４和５ꎬ导叶叶片数保持不变时ꎬ分析叶轮叶片数对轴流泵水力性能的影响ꎮ不同叶轮叶片数时网格模型数量保持相当ꎮ不同叶片数的叶轮模型见图３ꎮ图３㊀不同叶片数的叶轮模型㊀㊀叶片数对轴流泵水力性能的影响分析不涉及到叶轮的优化问题ꎬ即每张叶片的形状保持不变ꎬ仅仅是增加或减小叶片的数量ꎮ针对这３种不同叶轮叶片数的研究方案进行数值计算ꎬ设计工况点为３６０Ｌ/ｓꎬ计算工况从２８０~４２０Ｌ/ｓꎬ每隔２０Ｌ/ｓ计算一个值ꎬ共计８个流量工况点ꎮ计算结果见图４和图５ꎮ根据图４可知ꎬ扬程跟叶片数密切相关ꎬ扬程随着叶片数的增加而增加ꎬ４张叶片比３张叶片扬程增加很明显ꎬ但５张叶片时扬程比４张增加不明显ꎮ根据图５可知ꎬ３张叶片时效率较优ꎬ５张叶片效率整体较小ꎬ叶片数较少时ꎬ叶栅稠密度较小ꎬ叶片表面的摩擦损失较小ꎬ效率较高ꎮ３张叶片和４张叶片数在大流量区域效率基本一致ꎬ在小流量区域３张叶片明显优于４张叶片ꎬ从水力损失的角度而言ꎬ叶轮和导叶水力损失占扬程的比重值更小ꎬ不考虑最高扬程的运行要求时ꎬ选择叶片数较少的叶轮具有更高的水力效率ꎮ将设计工况下ꎬ叶轮叶片表面压力取出作压力云图分析ꎬ见图６ꎮ９４㊀第２４卷第６期２０１８年６月水利科技与经济ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｎｏｍｙＶｏｌ ２４㊀Ｎｏ ６Ｊｕｎ ꎬ２０１８㊀图４㊀流量~扬程曲线图５㊀流量~效率曲线图６㊀压力分布云图㊀㊀根据图６可知ꎬ轴流泵工作面压力大于背面ꎬ工作面压力分布及数值范围均差不多ꎬ背面压力分布范围差别较大ꎬ进口边界条件设置为一个大气压ꎮ因此ꎬ背面压力值较小的区域范围较大ꎬ说明了汽蚀性能最为严重ꎮ可见３张叶片时ꎬ叶片背部汽蚀性能很差ꎬ５张叶片时汽蚀性能最好ꎮ同时ꎬ叶片易于发生汽蚀的部位均处于叶片进口背面靠近轮缘处ꎮ通过下式进行汽蚀性 ０５顾丽琼ꎬ等:叶片数对轴流泵水力性能的影响第６期㊀能预测:ＮＰＳＨｒｅ＝Ｐｉｎρｇ－Ｐｖρｇ(４)式中:Ｐｉｎ为叶轮进口的总压ꎬ此处即为一个大气压ꎻＰｖ为叶轮背面靠近轮毂侧(Ｓｐａｎ＝０ ８５处)且距离叶片进口处１５％~２０％位置处的最小压力ꎮ试验结果表明ꎬ该预测模型得到的必需汽蚀余量值与试验值吻合度较好ꎬ所以本文在数值模拟过程中采用该预测模型进行必需汽蚀余量的预估ꎮ现将Ｓｐａｎ＝０ ８５断面翼型压力分布取出用以分析其汽蚀性能ꎮ见图７ꎮ图７㊀Ｓｐａｎ＝０ ８５翼型断面的压力分布图㊀㊀根据图７可知ꎬ不同叶片数该断面压力分布不一致ꎮ大于大气压的压力分布为翼型工作面的压力ꎬ小于大气压的压力分布为翼型背面的压力值ꎮ在工作面靠近叶片进口处压力分布差别较大ꎬ所以水流来流冲角不一致ꎬ反映在外特性上就是最高效率点工况发生了变化ꎮ３张叶片时ꎬ叶片背面压力值整体最小ꎬ必需汽蚀余量最大ꎬ汽蚀性能最差ꎮ其次是４张叶片ꎬ汽蚀性能最好的是５张叶片ꎮ２ ２㊀导叶叶片数对轴流泵水力性能的影响导叶的作用主要是回收叶轮出口速度环量ꎬ将动能转换为压能ꎬ减小水力损失ꎬ其中导叶的数量对轴流泵性能有着重要影响ꎮ初始导叶为７片ꎬ叶轮为４片ꎮ为了满足导叶叶片数与叶轮叶片数满足互为质数的关系ꎬ研究时分别取导叶叶片数为５㊁７和９片ꎮ保持导叶叶片形状不发生变化ꎬ只是改变导叶的数量ꎮ不同的导叶叶片数量的导叶模型见图８ꎮ图８㊀不同叶片数的导叶模型㊀㊀数值模拟采用带叶轮进行三维数值计算ꎬ针对这３种不同导叶叶片数的研究方案进行数值计算ꎮ设计工况点为３６０Ｌ/ｓꎬ计算工况从２８０~４２０Ｌ/ｓꎬ每隔２０Ｌ/ｓ计算一个值ꎬ共计８个流量工况点ꎮ计算结果见图９和图１０ꎮ根据图９和图１０可知ꎬ不同导叶叶片数下泵段扬程基本保持一致ꎬ说明导叶在进行配套设计完成后ꎬ单改叶片数对扬程影响很小ꎬ但是对效率影响较大ꎬ特别是大流量叶片数越多ꎬ效率越低ꎮ５张导叶叶片在小流量效率较低ꎬ大流量效率较高ꎮ但是不管导叶叶片数是多少ꎬ最高效率点并没有发生变化ꎬ说明改变导叶叶片数高效点不会发生变化ꎮ效率变化较大应该是导叶水力损失变化较大造成的ꎮ导叶水力损失见图１１ꎮ根据水力损失曲线图可知ꎬ在Ｑ＝３４０Ｌ/ｓ时ꎬ３条水力损失曲线出现了交叉ꎬ即在大流量区域叶片数越多ꎬ水力摩擦损失越大ꎬ效率越低ꎬ导叶片数越少对大流量能量性能有好的影响ꎻ在小流量区域ꎬ扬程较高ꎬ水流不稳定ꎬ叶片数较多能更好的回收环量减小水力损失ꎬ所以在小流量区域ꎬ导叶片数越多对性能有好的影响ꎮ１５㊀第２４卷第６期２０１８年６月水利科技与经济ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｎｏｍｙＶｏｌ ２４㊀Ｎｏ ６Ｊｕｎ ꎬ２０１８㊀图９㊀扬程~流量曲线图图１０㊀效率~流量曲线图图１１㊀导叶水力损失曲线图３㊀结㊀论１)轴流泵叶轮的扬程随着叶片数的增加而增加ꎬ但并不是严格随着叶片的多少成比例升高ꎬ叶轮的效率随着叶片数的减小而增大ꎮ３张叶片和４张叶片数在大流量区域效率基本一致ꎬ在小流量区域３张叶片明显优于４张叶片ꎮ从汽蚀性能角度而言ꎬ３张叶片时ꎬ叶片背面压力值整体最小ꎬ必需汽蚀余量最大ꎬ汽蚀性能最差ꎮ其次是４张叶片ꎬ汽蚀性能最好的是５张叶片ꎮ２)不同导叶叶片数下泵段扬程基本保持一致ꎬ说明导叶在进行配套设计完成后ꎬ单改叶片数对扬程影响很小ꎬ但是对效率影响较大ꎬ特别是大流量工况叶片数越多ꎬ效率越低ꎮ[参考文献][１]姚捷ꎬ周建佳ꎬ孙莎ꎬ等 叶片数对轴流泵压力脉动的影响研究[Ｊ].通用机械ꎬ２０１６(３):８０－８４[２]张志远ꎬ王立祥ꎬ蔡佑林 叶片数对喷水推进低比转速轴流泵叶轮水动力性能的影响[Ｊ].船舶ꎬ２０１５ꎬ２６(１):２０－２４[３]施卫东ꎬ吴苏青ꎬ张德胜ꎬ等 叶片数对高比转数轴流泵空化特性的影响[Ｊ].农业机械学报ꎬ２０１３ꎬ４４(１１):７２－７７[４]陈长盛ꎬ杨爱玲ꎬ李国平ꎬ等 叶片数变化对轴流泵流体激励力影响[Ｊ].噪声与振动控制ꎬ２０１３ꎬ３３(３):５５－５９[５]韩小林ꎬ石岩峰ꎬ姚铁ꎬ等 用数值模拟研究叶片数变化对轴流泵性能的影响[Ｊ].水泵技术ꎬ２００７(４):１５－１７[６]鄢碧鹏ꎬ汤方平 叶片数变化对轴流泵性能影响的研究[Ｊ].扬州大学学报:自然科学版ꎬ１９９８(３):５３－５５２５。
轴流泵设计说明书
JIANGSU UNIVERSITY本 科 课 程 设 计设计说明书题目： 立式轴流泵学院名称： 能源与动力工程学院专业班级： 流体机械及其自动控制卓越学生姓名： ***学 号： **********设计导师： 高波2013 年11月目录第一部分内容摘要————————————————3 第二部分概述—————————————————4 第三部分设计方案及原理说明———————————7 第四部分水力设计————————————————8 第五部分结构设计————————————————15 第六部分重要部件的校核—————————————20 第七部分参考文献————————————————25 第八部分课程设计小结——————————————26第一部分内容摘要轴流泵流量大，扬程低，比转速高，轴流泵的液流沿轴方向流动，其设计的基本原理与离心泵基本相同。
轴流泵大多是单级立式的，可以分为固定叶片式和可调叶片式两种。
本设计的题目是可调叶片式轴流泵——即叶片可调节倾斜角度。
其内容只有大致工况设定，没有具体工作环境说明的要求，大致要求材料要有一定的耐腐蚀性能。
此外，轴流泵广泛应用于多种场合。
泵既有离心式的，也有轴流式的，既有立式的，也有卧式的，既有单级的，也有多级的，应不同场合而定。
本毕业设计要求为设计立式轴流泵，这就决定了设计方向为：立式、单级、轴流。
泵主要由泵体、传动轴和传动装置等组成。
其传动装置是将原动机的动力传递给泵轴的中间装置。
泵设计最主要的是水力设计——叶片及导叶的水力设计。
叶片的水力设计采用两种方法：圆弧法和升力法。
经分析比较：采用圆弧法设计的轴面投影图叶片更为光滑，难度相对更高；采用升力法设计的轴面投影图，虽然比圆弧法设计的稍微差点，但是，由于当今国内的制造水平对于三维曲面的加工还相对落后，即使是好的设计也是难以加工出来的，对于空间曲面加工效果好的机床是五轴联动机床，国内包括在国内的外企，拥有五轴联动机床的公司屈指可数。
轴流泵设计步骤
轴流泵设计数据1、设计参数：流量 Q ＝ 1000( m ³/h )扬程 H ＝ 4.5 (m) 转速 n ＝ 1450 ( r/min )效率 η≧85℅ 汽蚀比转速C≧1000 2、结构形式： 采用60°出水弯管 3、 底板至叶轮中心距离：1m轴流泵水力设计一、叶轮的水力设计 （一）结构参数的选择 1．确定轮毂比根据轮毂比与比转速的关系表，取45.0=d h2．叶轮直径D叶轮直径一般根据轴面速度来确定，为了得到最优的影片安放角，叶轮进口前的轴面速度，采用C.C.鲁德涅夫推荐公式来确定：0(0.06m v =-根据液流的连续性条件，不考虑排挤，则叶轮区域内的轴面速度为 2241m h Qv d D D π=⎛⎫-⎪⎝⎭取0m m v v =，则(4.0D =- 根据轮毂比45.0=Dd h及给定的参数，叶轮直径即可求出。
则 取 D=272mm即 mm d h 12227245.0=⨯=3．确定叶片数Z叶片数通常按s n 选取为了更易于调节动平衡，取Z=44．确定叶栅稠密度l tZ=4,叶轮外缘的叶栅稠密度推荐为，0.750.85l t =-，同时，适当减小外缘的l t ，增加轮毂侧的l t ，以减小内外侧翼型的长度差，均衡叶片出口的扬程。
所以，轮毂和轮缘之间各截面的lt按直线规律变化，其值为 ()()()1.3 1.4hl lt t =-取()73.00=l ，则()96.0=h t l4．确定叶片翼型的厚度：通常轮毂截面的相对厚度为 lδδ==（10～15）%轮缘截面的厚度按工艺条件确定，通常轮缘截面的相对厚度 lδδ==（2～5）%从轮毂到轮缘其厚度按直线规律变化。
（二） 选定截面及计算 1．确定计算截面通常选取五个彼此等距离的计算流面，由于本设计要求为为半调节式轴流料浆泵，考虑到叶片的调节，轮毂和轮缘需作成球面。
各计算流面的半径可按下式确定： 21hd r =D r =52513r r r +=2312rr r +=2534r r r += 截面D 取值：122，160,198,236,2722．确定轴面速度和速度环量（1）确定轴面速度 取99.0v =η 即028.6)(422=-=vh m d D QV ηπ（2）确定速度环量 036.22==ΓwgH Tk π 3．升力法设计计算选定截面 计算表格4．计算泵的汽蚀比转速C知道设计流量Q 和轴流泵的转速n ，根据GB/T 13006-91,查取临界汽蚀余量r NPSH ,计算泵的汽蚀比转速C ：C =1000112062778.0145062.5m 64/3r >=⨯==C NPSH 所以符合设计要求。
大、中型立式轴流泵型式与基本参数
大、中型立式轴流泵型式与基本参数1.引言1.1 概述立式轴流泵是一种常见的水泵类型，广泛应用于农田灌溉、排水系统、城市供水等领域。
它采用立式布置的结构，具有体积小、占地面积少、装置维护方便等优点，因此在工程实践中得到了广泛的运用。
本文主要探讨大、中型立式轴流泵的型式与基本参数。
大型立式轴流泵一般用于大规模的工程项目，如大型水库的引水工程和流量较大的河流调水工程。
而中型立式轴流泵则适用于中小型工程项目，如城市污水处理厂的循环水泵。
在正文部分，我们将详细介绍大型立式轴流泵的常见型式，包括单级与多级泵、带叶片与无叶片泵等。
同时，我们还会分析大型立式轴流泵的基本参数，如流量、扬程、效率等，以便读者了解其性能特点和适用范围。
随后，我们会转向中型立式轴流泵的讨论，介绍其常见的型式和基本参数。
中型立式轴流泵主要包括垂直泵和横置泵两种类型，它们在结构上有所差异，具有不同的工作特点和适用场合。
最后，在结论部分，我们将总结大型立式轴流泵和中型立式轴流泵的型式与基本参数，以便读者对于这两类泵的特点有一个整体的认识。
通过本文的阅读，读者将能够对大、中型立式轴流泵的型式和基本参数有一个清晰的理解，为工程实践提供参考和指导。
希望本文能对相关领域的从业人员和研究人员有所帮助。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文主要介绍了大、中型立式轴流泵的型式与基本参数。
文章结构主要分为三个部分，即引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们首先概述了大、中型立式轴流泵的重要性和应用领域。
随后，我们介绍了本文的结构和内容安排，以及研究的目的和意义。
在正文部分，我们将详细介绍大、中型立式轴流泵的型式和基本参数。
首先，我们将详细讨论大型立式轴流泵的各种型式，包括单级、多级、混流等类型，并对其特点和适用范围进行了详细的说明。
然后，我们会介绍大型立式轴流泵的基本参数，包括流量、扬程、效率等方面的内容。
接下来，我们将转而讨论中型立式轴流泵的型式和基本参数，分析其与大型立式轴流泵的异同，并对其应用领域进行了探讨。
大流量轴流泵参数
大流量轴流泵采由于电泵潜入水中运行，不仅水流从电机表面流过，电机冷却好，泵站内无高温，无躁声，可建地下泵站，保持地面风貌，节约土建总造价30%-40%。
且操作方便，易于实现遥控，和自动控制，因此，非常适合水位涨落较大的沿江，湖泊，那该产品的参数是什么呢，下边一起来看看吧。
规格350、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600共十种口径流量：350-15000 m3/h扬程：1-10 m功率：15-450 kw输送介质温度：1-50℃以上就是大流量抽流泵有关参数的介绍，不过由于该产品是一种应用非常广泛、品种繁多的通用机械，因此，选择正确的类型和型号是十分重要的。
因为这直接关系到泵能否达到系统设计要求、泵的可靠性和使用寿命、泵的购置成本和寿命周期内总成本等。
以下是选泵的原则和步骤：首先就是确认环境条件。
包括环境温度、相对湿度、大气压力、空气腐蚀性、危险区域等级、防尘防水要求。
然后就是确认操作条件。
指液体吸入侧液面压力（绝对）、排出侧液面压力、间歇或连续工作、位置固定或移动、安装维修方便性。
接着确认介质性质。
包括介质名称、温度、密度、粘度、饱和蒸汽压力、固体颗粒直径和含量、气体的含量、腐蚀性、挥发性、燃爆性、毒性。
之后选定泵过流部件的材质。
根据泵送介质的物理化学性质主要考虑以下几个方面：第一，介质的腐蚀性。
泵过流部件的耐腐蚀性能满足使用要求即可，不可追求过高的耐腐蚀性能，否则，将大幅度增加泵的购置成本；第二，介质是否含固体颗粒。
因为固体颗粒的硬度和含量直接关系到泵过流部件的耐用性；第三，介质的温度（压力）介质的温度（压力）越高，泵过流部件的材质强度应越高。
一般的，温度>250℃时，应选用铸钢件或钢件；第四，有卫生级或禁止污染要求的介质选择相应的过流部件材质。
另外，泵的结构应是便于清洗的。
然后选定泵安装型式。
根据管路布置、安装场地选择卧式、直联、立式和其它型式（直角式、变角式、转角式、双联式、便拆式）。
轴流泵选型的探讨
根据模型泵段或模型泵装置特性进行低扬程泵的选型关醒凡（江苏大学）董志豪（上海凯泉泵业集团有限公司）商明华（上海江天水泵技术研究所）摘要：低扬程水泵的泵段特性和带进出水流道的泵装置特性之间有较大差别。
按管道阻力曲线和泵段特性曲线的交点确定泵工况点，往往得出错误的结果。
本文分析泵段特性和泵装置特性差别的一般规律，提出根据模型泵段特性选型和根据模型泵装置特性选型两种方法。
泵选型的关键在于确定转速n，计算直径D和nD值，取较小的nD值，用高扬程模型在低扬程下使用是值得推荐的选型方法。
介绍了选型软件的特点、用法。
1、轴流泵的有效运行范围受诸多方面限制轴流泵有效运行范围的限制条件有：（1）小流量区存在马鞍形不稳定段，泵应避开在此区段运行。
（2）高效区较窄，偏离最高效率点，效率下降较快。
（3）偏离最高效率工况，因流入叶片冲角增大，会发生汽蚀，造成性能下降和过流部件破坏。
（4）随流量减小，轴功率迅速增加。
（5）在小流量侧运行，偏离最高效率点不远时，就会出现明显的噪声，在到达马鞍形右侧最高扬程时，噪声和振动已非常明显，泵必须离开此处一段距离运行。
为进一步说明，把轴流泵扬程流量曲线按关死点（A）、马鞍形底部（B）、可运行点（C）、最高效率点（D）、零扬程点（E）分段，如图1所示。
综合模型试验结果在表1中列出了各特征点的数值。
表1轴流泵运转特性ns 500 700 1000 1200 1300H C／H D 1.3 1.35 1.42 1.4 1.45Q C／Q D0.75 0.75 0.75 0.75 0.72H A／H D 2 1.8 1.70 1.7 1.6Q E／Q D 1.3 1.3 1.23 1.25 1.22 Q B／Q D0.5 0.55 0.55 0.55 0.55H B／H D 1.25 1.28 1.29 1.27 1.30图1轴流泵运行特性分析可运行的最高扬程Hc是个关键参数。
对虹吸出口泵站而言，水流通过虹吸管最高点所需的扬程应小于此扬程；对于水位变化较大的泵站，水位变化时所需的最高扬程也应小于此扬程。
课程设计指导书-轴流泵叶轮水力设计
轴流泵叶轮叶片设计1 轴流泵叶轮水力模型设计参数 ............................................................................................ 2 2 叶轮设计流程 ........................................................................................................................ 2 3 叶轮基本参数的选择 ............................................................................................................ 3 3.1 比转速的确定 ................................................................................................................. 3 3.2 叶轮外径D 和轮毂直径d h 的确定 ............................................................................... 3 3.3 叶片数Z 的选择 ............................................................................................................ 4 4 叶片各截面的叶栅计算（流线法） .................................................................................... 4 4.1 流线法设计叶片总体步骤 ............................................................................................. 5 4.2 分计算截面 ..................................................................................................................... 6 4.3 选定叶栅疏密度l/t, 计算弦长 l=t*l/t .......................................................................... 6 4.4叶片厚度y 的确定 .......................................................................................................... 7 4.5 确定进口轴面速度Vm1 ................................................................................................ 8 4.6 确定出口圆周速度Vu2 ................................................................................................. 9 4.7确定各截面叶片进出口角1β和2β ............................................................................... 10 4.8确定叶弦安放角L β，计算型线半径R ....................................................................... 10 4.9 选择翼型 ....................................................................................................................... 11 4.10 实例流程 ..................................................................................................................... 12 5 叶片各截面的叶栅计算（升力法） .................................................................................. 14 5.1 分计算截面 ................................................................................................................... 15 5.2 确定轴面速度Vm 和叶轮环量Γ ................................................................................ 15 5.3 计算m ω和此速度与圆周速度之间的夹角m β ......................................................... 16 5.4 选定叶片平面重叠系数m 或叶栅疏密度l/t ............................................................. 17 5.5 假定λ角 ....................................................................................................................... 18 5.6 求叶栅中翼型的升力系数Cl ...................................................................................... 18 5.7 选择翼型 ....................................................................................................................... 18 5.8 叶栅影响的修正——平板叶栅修正法及确定翼型的安放角β' .............................. 22 5.9 抗空化性能校核 ........................................................................................................... 24 5.10 计算叶轮的水力效率 ................................................................................................. 25 6 叶片的绘型 .......................................................................................................................... 31 6.1 绘翼型图 ....................................................................................................................... 31 6.2 确定叶片旋转轴线位置 ............................................................................................... 33 6.3 做叶片的轴面投影图 ................................................................................................... 33 6.4 在叶片轴面投影图上做垂直于轴线的截面 ............................................................... 34 6.5 做木模截线 ................................................................................................................... 34 6.6 生成三维叶片（如图 23所示） .. (37)液体在轴流泵叶轮内的流动是一种复杂的空间运动。
轴流泵的使用知识
轴流泵的使用知识简介：轴流泵的性能特点是怎样？使用中，应注意哪些问题？轴流泵的外形结构和工作原理都与离心泵不同，它的性能也有极大差异。
在实际工作中，要严格区分开来，采用不同的使用方法来指导生产实践，解决生产问题。
轴流泵 ...关键字：轴流泵轴流泵的性能特点是怎样？使用中，应注意哪些问题？轴流泵的外形结构和工作原理都与离心泵不同，它的性能也有极大差异。
在实际工作中，要严格区分开来，采用不同的使用方法来指导生产实践，解决生产问题。
轴流泵的性能用工作参数来表示。
流量、扬程、功率、效率等参数相互之间都有一定关系，如果将参数关系用曲线形式来表示，就是水泵性能曲线，这些曲线是水泵厂用实验方法求得的，给用户提供技术资料。
流量与扬程、流量与功率相互之间的变化规律是一样的。
总体上，扬程和功率随水泵流量增大而逐渐减小，但是在变化进程中间有转折，随流量增加，扬程和功率反而逐渐升高，以后又逐渐下降。
当流量大时，效率最高；当流量Q=0时，水泵扬程和轴功率均为最高效率时的1.5—2倍左右。
轴流泵若在小流量的情况下工作，因为泵内产生漩涡，形成水泵效率急剧下降，并会出现性能不稳定的工作状态，在生产中是不允许的。
从轴流泵性能参数相互关系的变化规律告诉我们：1. 轴流泵不能随便将流量减小，否则，水泵将会出现不稳定工作状态，且产生剧烈的振动和噪音，效率也急剧地下降，这对水泵工作是很不利的。
2. 为了减少动力机起动功率，轴流泵应开阀启动，因为此时功率最小，对动力机最安全。
否则，电动机起动功率过大，以致烧毁电机。
3. 轴流泵不宜采用变阀来调节水泵性能。
概括来说，轴流泵的性能特点是大流量、低扬程的农用水泵。
轴流泵在使用中，如何调节其性能？轴流泵在使用中，有时水泵性能不符合生产需要，就要调节水泵性能，使之能够满足实际需要。
例如冬季枯水、夏天汛期，进水池或出水池水位都发生了变化，即实际地形扬水高度改变了，原来所决定的扬程和流量已经不适应，效率降低，水泵运行不经济。