离心泵设计实习报告

实习期技术报告

天津市普友机电设备制造有限公司技质部水泵设计师李永超

2013年1月

目录

(一)公司简介，产品分类、运用、条件

(二)转速的确定和绘制

(三)叶轮设计程序

(四)导叶设计

(五)叶片的厚度和夹角

(六)叶片进出口安放角的选择

(七)叶片切割

(八)汽蚀问题

(九)轴向力平衡方法

(十)水锤

(十一)进出流道的设计

(十二)取证资料

(十三)柴油机消防泵总结

QHBC：Q≤2500立方米/时 QWW：Q≤2500立方米/时 QSB：Q≤15000立方米/时 QHBX：H≤250m H≤500m H≤50m 潜没深度≤70m

潜没深度≤70m 潜没深度≤150m

电机功率≤5600kw 电机功率≤2000kw

叶片泵：

1.可靠性才是最重要的，评比时用效率

2.设计叶片泵考虑：效率、性能曲线形状和空化

3.性能曲线：

扬程-流量（H-Q）

轴功率-流量（P a-Q）

效率-流量（η-Q）

⁄=0.02～0.3

叶轮出口宽度比：b2D2

叶片出口安放角：β2=10°～50°

叶片数：Z=2～12

⁄=0.08～0.3

叶轮轴面流道转弯半径：R T D2

⁄=0.1～1.5

叶轮进、出口面积比：A0A2

⁄=0～0.7

叶轮进口轮毂比： r=D h D0

中间轴面流线相对水泵轴中心线的夹角：θ=0°～90°中间流线叶片进口边角位置：θ

=0～θ

x

叶片空化系数：σb=0.08～0.15

（二）、转速的确定与绘制

1.泵转速的确定

考虑因素：1）.泵的转速越高，泵的体积越小，重量轻

2）.转速和比转速有关，而比转速和效率有关，所以转速和比转速结合起来确定

3）.考虑原动机的种类和传动装置

工作转速小于第一临界转速（n＜n c）的轴，称为刚性轴，n≤0.8n c

工作转速大于第一临界转速（n＞n c）的轴，称为柔性轴，1.3n c≤n≤0.7n c2（n c2为第二临界转速）

，H—对于多级泵，取单级扬程。同一台泵在不同工况下具2.比转速n s=3.65n√Q

H34⁄

有不同的n s值，作为相似准则的n s是指最高效率点工况下的值。

确定比转速：n s=120～210的区域，水泵的效率最高，n s﹤60的泵效率显著下降。比转速和泵的级数有关，级数越多，n s越大。卧式泵一般不超过10级，立式深井泵级数多达几十至几百级。

3.低比转速泵：高扬程小流量，零流量时轴功率小，应关阀启动；高比转速:低扬程大流量，零流量时轴功率大，应开阀启动。

（三）、叶轮设计程序

（四）、导叶设计

1.空间导叶设计的原则

1）.叶片间流道断面的湿周应尽量的小，因而最好是圆形或方形。

2）.流道形状变化平滑。

3）.各部位的角度应符合流动规律。

4）.各种速度变化应均匀。

5）.控制喉部流速为一定的值。

6）.控制流道的扩散角为一定得值。

2.确定轴面投影：空间导叶适应的比转速范围广，因而轴面投影形状的差别很大，最好选n s相近、性能良好的现有产品的图形作参考。

和叶轮出口及下级叶轮进口通顺衔接。

叶轮进口部分应有把叶轮出口液流收集起来，导入轴向的趋势。

3）.合理确定导叶进口变的形状。

3.进口变离叶片出口边稍远些，导叶出口边一般是外流线向出口倾斜，可减小压力脉冲。

1）.导叶内流线进口直径大致等于或稍大于叶轮后盖板出口直径。

2）.导叶外流线进口直径稍大于叶轮出口轮毂直径。

3）.导叶轴向长度L=（0.5～0.7）D2.

4）.导叶叶片数一般不要和叶轮叶片数互成倍数关系。

5）.导叶叶片包角φ=60°～95°。

6）.导叶进口边离叶轮出口边的距离稍远些好，一般为（0.4～0.5）b2。

4.检查轴面液流过水断面的变化情况。

5.分流线：小泵不分中间流线，用两条流线设计；中等泵只分一条流线，按三条流线设计；大泵用五条流线设计。分流线与叶轮设计相同。

6.确定导叶进出口安放角：

；②、导叶进口角α3: α3= 1）.进口安放角α3：①、进口液流角：tanα，3=υm3

υ

u3

α，3+Δα。（Δα=0°～8°）。开始计算时，叶片进口角α3是未知的，可假定φ3计算α3，最后确定的φ3和α3应与假定的值相等，否则从新计算，达到相等或相近为止，实际上进口角相差5°之内。

2）.导叶出口角α4.考虑有限叶片数影响应大于90°，以保证液流法向出口。一般取α4=90°，如果要求下降的特性曲线，可取α4=80°～90°之间的值。

3）.旋转方向的判定

①从导叶进口（后侧）看，看到的是叶片凹面（工作面），工作面hi迎水面；从导叶进口看。看到的是叶片凸面（背面）。

②水流从进口流向出口。

③水流的方向和叶轮旋转方向相同。

出口方向看水流是顺时针方向旋转，即从进口看叶轮是叶轮是逆时针方向旋转；如果把凹面置于平面图左侧，叶轮旋转方向则变为相反。

（五）、叶片厚度和夹角

1.角度之间的关系：

tanφ=tanβ∗sinλφ：垂直叶片的面积与叶片的交线和圆周方向的夹角

cotγ=cotλ∗cosββ：叶片安放角（叶片与流面的交线和圆周方向的夹角）tanβ

=tanβ∗cosδλ：轴面流线（轴面和流面的交线）和轴面截面线（叶平

片和轴面的交线）

λ：叶片的流面（盖板表面）间的真实夹角，也就是垂直叶片和流面的面与两者交线间的夹角

β

：在平面投影图上流线和圆周方向的夹角

平

δ：在轴面投影图中的流线切线和垂直于叶轮线的平面间的夹角。

变化很好，因δ变化的影如果前、后盖板流线与轴线倾斜，尽管在平面图上β

平

响、β的变化并非很好。叶片进口部分δ角大，然后逐渐变小，所以进口部分β变大，且变化不均匀，因此，对盖板是倾斜的叶轮，即使是圆柱形叶片，也采用画扭曲叶片的方法绘型，否则会要产生误会。

2.求叶片表面和流面的真实夹角

一般希望叶片表面与盖板（流面）的夹角接近90°，以满足大壁角的原则。

2.叶片厚度

叶片工作面和背面间距离AC为流面厚度-s；流面上叶片在圆周方向长度AB为圆周厚度-s u；流面上叶片沿轴面流线方向的长度AD为轴面厚度-s m。圆周厚度在流面，流面展开图开面、平面投影上其值相等。