(完整版)离心泵——叶轮设计说明书

主要设计参数

本设计给定的设计参数为： 流量Q=3

3

500.01389m

m

h

s

=，扬程H=32m ，功率P=15Kw ，转速

1450min

r

n =。

确定比转速s n

根据比转速公式

3

4

3.65145046.3632s n ⨯=== 叶轮主要几何参数的计算和确定

1. 轴径与轮毂直径的初步计算

1.1. 泵轴传递的扭矩

3

15

9.5510955098.81450

t P M N m n =⨯=⨯=⋅

其中P ——电机功率。

1.2泵的最小轴径

对于35号调质钢，取[]52

35010N

m τ=⨯，则最小轴径

0.02424d m mm ==== 根据结构及工艺要求，初步确定叶轮安装处的轴径为40B d mm =，而轮毂直径为(1.2~1.4)h B d d =,取51h d mm = 2. 叶轮进口直径

j

D 的初步计算

取叶轮进口断面当量直径系数0 4.5K

=，则

0 4.50.09696D K m mm ==== 对于开式单级泵，096j D D mm == 3. 叶片进口直径1D 的初步计算

由于泵的比转速为46.36，比较小，故1k 应取较大值。不妨取10.85k =，则

110.859682j D k D mm ==⨯=

4. 叶片出口直径2D 的初步计算

2

20.5

0.5

246.369.359.3513.73

10010013.730.292292s D D n K D K m mm --⎛⎫⎛⎫

==⨯= ⎪

⎪

⎝⎭

⎝⎭

====

5. 叶片进口宽度1b 的初步计算

()00222

111

4/4//v v

m j j h

v

Q Q V V D D d Q b DV ηηππηπ===-=

所以 220111

1

44j j v V D D b V D K D =

=

其中，10v V K V =,不妨取0.8v K =，则

22

118535.42440.863.75j

v D b mm K D ===⨯⨯

6. 叶片出口宽度2b 的初步计算

225/6

5/6

246.360.640.640.3373

1001000.33730.00727.2s b b n K b K m mm ⎛⎫

⎛⎫

==⨯= ⎪

⎪

⎝⎭

⎝⎭====

7. 叶片出口角2β的确定

取2β=15°

8. 叶片数Z 的计算与选择

取叶片数Z=8，叶片进口角0155.8β=。 9. 计算叶片包角ϕ

()0

000360/360360 2.491128

t Z Z φλϕ⨯====

10. 叶轮出口直径2D 的精确计算

由于2D 和2β对扬程H 有很大的影响，而前述用速度系数法确定的2D 只是一个近似值，在计算中并没有精确考虑2β的影响，而这个影响是比较大的。因此在选定2β的条件下，应精确地计算2D ，以保证泵在设计流量d Q 下能够达到设计扬程d H 。

计算过程框图：

最终通过编程计算，得到2D = 0.327m ，取2D =330mm 。

11. 叶片厚度的确定

根据四氯化钛中含有高钛渣和焦油，在不同位置对叶片的磨损情况，叶片头部厚度取15mm ，末端厚度取25mm 。末端加厚还出于控制流道压力梯度及叶轮出口面积与喉部面积比值的需要。 12. 叶片线型设计

叶片线型为变角螺旋线，其表达形式如下：

1i r D e θγ=

()()()()()2121211tan tan //1tan tan tan /ln /tan 1

k

Q K K r r γββφβ

ββφφβ=-++=---⎡⎤⎣⎦

13. 短叶片的设计

对离心泵叶轮进行偏置短叶片设计既能够避免叶轮进口过度排挤，又能够解决叶轮出口流道扩散严重的问题，因而是改善低比转速离心泵性能的有效方法。根据经验和离心泵复合叶轮短叶片偏置设计的研究，短叶片的进口直径

*20.6D D =,偏置度为0.4θ，如下图所示：

则*20.60.6330198D D mm ==⨯=