离心泵水力设计(完整版)
离心泵的水力设计讲解
离心泵的水力设计讲解离心泵的水力设计步骤如下：1.根据设计参数计算比转速ns；2.确定进出口直径；3.进行汽蚀计算；4.确定效率；5.确定功率；6.选择叶片数和进出口安放角；7.计算叶轮直径D2；8.计算叶片出口宽度b2；9.精算叶轮外径D2以满足要求；10.绘制模具图。
在设计离心泵之前，需要详细了解该泵的性能参数、使用场合、特殊要求等。
下表为本章中叶轮水力设计教程中使用的一组性能要求。
确定泵的进口直径时，应考虑泵吸入口的流速，一般取为3m/s左右。
大型泵的流速可以取大些，以减小泵的体积，提高过流能力；而对于高汽蚀性能要求的泵，应减小吸入流速。
本设计例题追求高效率，取Vs=2.2m/s，Ds=80.对于低扬程泵，出口直径可取与吸入口径相同。
高扬程泵，为减小泵的体积和排出管直径，可小于吸入口径。
本设计例题中，取Dd=0.81Ds=65.泵进出口直径都取了标准值，速度有所变化，需要重新计算。
本设计例题中，进口速度为Vs=2.05，出口速度为3.10.汽蚀是水力机械特有的一种现象，当流道中局部液流压力降低到接近某极限值时，液流中就开始发生空泡。
在确定泵转速时，需要考虑汽蚀条件的限制，选择C值，按给定的装置汽蚀余量和安装高度确定转速。
转速增大，过流不见磨损快，易产生振动和噪声。
汽蚀是液流中空泡发生、扩大、溃灭过程中涉及的物理、化学现象，会导致噪音、振动、甚至对流道材料产生侵蚀作用。
这些现象统称为汽蚀现象，一直是流体机械研究的热点和难点。
为了避免汽蚀带来的负面影响，需要计算汽蚀条件下允许的转速，并采用小于该转速的转速。
在计算汽蚀条件下的转速时，需要先计算汽蚀余量NPSHa，而NPSHa的计算需要知道泵的安装高度和设计要求中的数值。
例如，设计要求中给出的安装高度为3.3m，那么计算得到NPSHa为6.29m。
同时，还需要计算NPSHr，可以通过NPSHa除以1.3得到，例如计算得到NPSHr为2.54m。
比转速是一个综合性参数，它说明着流量、扬程、转数之间的相互关系。
离心泵叶轮的水力设计
泵与风机课程设计******单位：动力与机械学院学号：************指导老师：朱劲木副教授设计时间：两周目录一、课程设计简介二、叶轮水力设计内容和步骤1、泵主要参数和结构方案的确定1.1．泵的设计参数1.2．确定泵的进出口直径1.3．泵转数的确定1.4．计算比转数，确定泵的水力方案1.5．效率的估算1.6．确定泵轴的最小直径2、叶轮进口直径2.1．叶轮出口直径2.3．确定叶片厚度2.4．确定叶片包角2.5．计算和确定进出口安放角3、叶轮设计计算程序见表2-44、叶轮水力设计绘图4.1．绘制叶轮轴面流道投影图4.2．绘制轴面液流的流线4.3．确定叶片入口遍位置4.4．叶片绘型4.5．叶片绘型质量检查三、设计成果参考文献一、课程设计简介设计课题离心泵叶轮的水力设计设计目的掌握离心式叶轮水力设计的基本原理和基本方法，加深对课堂知识的理解，培养学生进行产品设计、水泵改造及科学研究等方面的工作能力。
工作条件抽送常温清水配用动力用电动机作为工作动力设计内容离心泵结构方案的确定；离心泵叶轮主要几何参数选择和计算；叶轮轴面投影图的绘制及叶片绘型。
设计要求用速度系数法和解析计算法进行离心叶轮水力设计；用保角变换绘制叶轮木模图；编写设计计算说明书。
使用工具AutoCAD2007版成果要求设计说明书应做到字迹工整、书面整洁、层次分明、文理通顺。
文中所引用的重要公式、论点及结论均应交待依据；设计说明书应包括计算、表格和插图（图表统一编号），配以目录和参考文献目录等内容，统一装订成册；设计图纸用ACAD绘制，图面布置要合理。
二、叶轮水力设计内容和步骤叶轮是泵的核心部分。
泵的流量、扬程、效率、抗汽蚀性能和特性曲线的形状等均与叶轮的水力设计有重要关系。
根据一元理论，设计过程可以分为两大部分：叶轮集合尺寸计算（表4）和叶片绘型。
1、泵主要参数和结构方案的确定1.1泵的设计参数流量Q=144m3/h ；扬程H=50m ；效率η=80%；汽蚀比转数c=10001.2确定泵进出口直径泵进口至直径也叫泵吸入口径，是指泵吸入法兰处管的内径。
离心泵水力设计(进口边的确定)
m—经验系数，m=0.055～0.08，ns小者取小值。 ◆轴面速度 vm1
Q v F1k 1
F1—计算点的过水断面面积 k1—计算点的叶片排挤系数
排挤系数k1
cot 1 ZSu1 ZS1 Z1 k1 1 1 1 1 sin D1 D1 sin 1 D1 1
一、一元流动中轴面流线的绘制 （一）轴面流线的绘制
流面：一条流线绕轴线旋转一周形成的回转面即为一个流面。 轴面流线：流面和轴面的交线，即叶片和流面交线的轴面投影; 分流线:用几个流面，把流道分成几个小流道即可。 中、低ns泵：流道较窄，一般分3条(前、后盖板和中间流线) 高ns泵：流道较宽，一般分5条流线。
0 流道中线 D E B 过水断面 形成线AEB C
过水断面形成线作法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
◆过水断面面积沿流道中线的变化曲线 按照上述方法依次计算各个过水断面面积F，然后拟合出其沿 流道中线变化的曲线。
要求：该曲线应为平直或光滑的线，否则必须修改 轴面投影形状，反复多次，直到满足要求为止。
ℓ
第三节
离心泵叶片的水力设计
S为流面厚度
若叶片真实厚度为δ，则叶片在各方向上的厚度与角度的关系
S 1 cot 2 cos 2
cot2 Su 1 sin 2
S m 1 tan 2 cot 2 S r 1 tan 2 cot 2 sin
(八)轴面流道过水截面面积检查 1、轴面流道绘制
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叶片设计目的：设计的叶片空间形状符合叶轮内液体质点的 相对运动规律，叶片表面实质是相对流线。 几个假设： 1）假设叶轮中的流体从叶轮前盖至后盖分成若干层，每层为 一旋转流面。流体只沿每层流动，互不混杂—把叶轮中的流 动问题简化为流面上的流动问题。 2）假设叶片无穷多，流面上流体的相对流动的轨迹是相同的， 并与叶片面一致。 求出每个流面上相对流动的流线后，叠加在一起就形成了叶 片表面，加厚就形成了叶片的工作面和背面。 叶片型线的设计转化成画出各回转流面上的相对流线。 3）叶轮中的流动是轴对称的，同一过水断面Vm均匀分布， Vm沿轴面流线一个坐标变化—一元设计理论 。
离心泵水力设计
离心泵水力设计课程设计及指导书（一）离心泵水力设计任务书1 设计目的掌握离心式叶轮和进、出水室水力设计的基本原理和基本方法．加深对课堂知识的理解，培养学生进行产品设计、水泵改造及科学研究等方面的工作能力。
2 设计参数及有关资料（1）泵的设计参数：（可自选一组参数设计，也可参照给出的参数变更局部参数设计，每个人必须选择不同的参数进行设计）1.m h rpm n m H h m Q a 3.3,2900,60,/373=∆=== 2.m h rpm n m H h m Q a 44.5,1450,16,/903=∆=== 3.900,1430,24,/663====C rpm n m H h m Q 4.900%,80,2900,48,/1453=====C rpm n m H h m Q η 5.m 5,2970,5.18,/12====SZ H rpm n m H s l Q 泵的安装高度 6.m h rpm n m H s l Q r 13.2,2870,10,/3.2=∆=== 7.m rpm n m H h m Q 6.2h ,1450,5.32,/170r 3=∆=== 8. %60,2h ,2900,20,/20r 3==∆===ηm rpm n m H h m Q（2）工作条件：抽送常温清水。
（3）配用动力：用电动机作为工作动力。
3 设计内容及要求（1）设计内容。
包括以下几个方面：l ）、离心泵结构方案的确定。
2）、离心泵水力过流部件（进水室、叶轮、压水室）主要几何参数的选择和计算。
3）、叶轮轴面投影图的绘制。
4）、螺旋形压水室水力设计。
（2）要求。
包括以下几个方面：l ）、用速度系数法和解析计算法进行离心泵水力设计。
2）、绘出压水室设计图。
3）、编写设计计算说明书。
4 设计成果要求（1）计算说明书应做到字迹工整、书面整洁、层次分明、文理通顺。
文中所引用的重要公式、论点及结论均应交待依据。
清华大学离心泵叶轮水力设计说明书
3
0.278 960
=
0.90151
2) 容积效率
ηv
=
1
+
1 0.68ns−2/3
=
1
+
0.68
×
1 255.162−2/3
=
0.98338
3) 机械效率
4) 总效率
ηm
=1
1
+
15.05 n 7/6
s
=
1
1+
15.05 255.1627/6
= 0.97712
η = ηhηmηv = 0.90151× 0.98338× 0.97712 = 0.86624
三、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
Mt
= 9.55×103
N' n
= 9550× 50.687 960
= 504.230N
m
其中计算功率 N ' = 1.15N = 1.15× 44.076 = 50.687kW 。
1.2. 泵的最小轴径
对于 45 号调质钢，取[τ ] = 540 ×105 N / m2 ，则最小轴径
d
=
3
Mt
0.2[τ ]
=
3
504.230 0.2× 540×105
= 0.036m = 36mm
2. 叶轮进口直径 Dj 的初步计算 取叶轮进口断面当量直径系数 K0 = 4.0 ，则
D0
=
K0
3
Q n
=
4.0 ×
3
0.278 980
= 0.265m
=
265mm
泵与风机课程设计-离心泵水力设计说明书
武汉大学动力与机械学院泵与风机课程设计离心泵水力设计说明书前言本次课程设计的内容是设计一台离心式泵。
泵是应用非常广泛的通用机械。
在当今世界机电产品中，泵的产量仅次于电机，据统计，泵的耗电量占到全国总发电量的21%，可见泵的应用非常广泛，在国民经济中占有十分重要的作用。
离心泵是一种用量最大的水泵。
在给水排水及农业工程，固体颗粒、液体输送工程，石油及化学工程，航空航天和航海工程，能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。
本次课程设计时能源动力系统及自动化专业流体机械及工程方向的专业必修课程，是完成《泵与风机》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节，目的在于综合利用泵与风机的理论知识进行泵的设计实践，一方面以离心泵的设计过程为代表熟悉泵的设计方法为以后解决相关工程问题打下良好的基础，另一方面通过设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。
本设计主要进行的是离心泵的水力设计，包括泵的结构方案、叶轮主要参数的选择与计算、叶轮的水力设计绘图等。
提交的成果为设计说明书一份和离心泵水利设计图一张（包括轴面投影图、流线分点图、流道面积变化图、流面展开方格网、叶片厚度变化规律图和木模截线图），使用CAD绘制。
本设计说明书即为成果之一。
由于我们对所学知识的领悟不够，又缺乏经验，设计中难免会存在疏漏和欠缺之处，恳请老师批评指正。
目录前言一、课程设计的总体要求 (1)1.1设计课题 (1)1.2设计目的 (1)1.3设计内容 (1)1.4设计要求 (1)1.5成果要求 (1)二、泵主要设计参数和结构方案的确定 (1)2.1提供设计的数据和要求 (1)2.2确定泵的总体结构形式和泵进出口直径 (1)2.3泵转速的确定 (2)2.4计算比转速ns，确定泵的水利方案 (3)2.5估算泵的效率 (4)三、叶轮主要参数的选择和计算 (4)3.1轴径和轮毂直径的确定 (4)3.2叶轮进口直径D1的初定 (5)3.2.1计算叶轮进口当量直径 (5)3.2.2叶片入口边直径D1 (5)3.3叶轮出口直径D2的初步计算 (6)3.4叶轮出口宽度b2的计算和选择 (6)3.5叶片数Z (6)3.6叶轮外径D2的精确计算 (7)3.7叶片进口安放角的确定 (9)四、叶轮水力设计绘图 (10)4.1绘制叶轮轴面投影图 (10)4.1.1初绘叶轮轴面投影图 (10)4.1.2检查轴面流道过水断面变化情况 (11)4.2绘制轴面流线 (12)4.3在轴面投影图上对各条流线进行分点 (14)4.4作流线方格网，并在方格网上进行叶片绘型 (15)4.5片的轴面截线 (17)4.6叶片加厚 (18)4.7绘制叶片裁剪图 (19)4.8、叶轮叶片的水力性能校验 (21)总结与心得 (22)致谢 (22)参考书目： (22)附录 (23)叶轮设计计算程序 (23)一、课程设计的总体要求1.1设计课题离心泵叶轮的水力设计1.2设计目的通过课程设计，掌握离心式叶轮水力设计的基本原理和基本方法，加深对课堂知识的理解，培养学生进行产品设计、水泵改造及科学研究等方面的工作能力。
离心泵的水力设计和数值模拟讲解
离心泵的水力设计和数值模拟讲解离心泵是一种常见的水力机械设备，广泛应用于工业和民用领域。
它的水力设计和数值模拟是对离心泵性能进行优化和改进的重要手段。
下面将从离心泵的水力设计和数值模拟两个方面进行详细讲解。
一、离心泵的水力设计1.流量设计：离心泵的流量设计是以工程要求的流量为基础，通过水力模型试验或数值模拟等方法确定。
流量是衡量离心泵工作效果的重要指标，也是确定泵的尺寸和形式的基础。
2.扬程设计：扬程是指离心泵能够将液体抬升的高度。
在水力设计中，扬程是根据所需扬程和流量来确定的。
扬程的大小取决于泵的尺寸、转速、叶轮形状等因素。
3.效率设计：离心泵的效率是指泵所传递的水功率与泵所消耗的机械功率的比值。
效率的高低直接影响到泵的能耗和使用成本。
在水力设计中，需要根据工程要求和经济性考虑，确定合适的效率。
4.功率设计：离心泵的功率设计是指根据所需流量、扬程和效率来确定泵的功率。
功率是决定泵的动力系统和选型的重要参数，需要根据泵的工作条件和性能曲线来确定。
二、离心泵的数值模拟离心泵的数值模拟是利用计算机技术对泵的内部流动进行仿真模拟，以获得流场信息、压力分布和效率等参数。
数值模拟可以帮助优化和改善泵的性能、减少试验成本和时间。
1.建立几何模型：离心泵的数值模拟首先需要建立一个几何模型。
几何模型包括泵的内外部结构、叶轮的形状和尺寸等。
通过CAD软件等工具进行建模，得到几何模型的三维模型。
2.网格划分：在几何模型的基础上，需要对计算域进行网格划分。
网格划分是将计算域划分成小区域，以便对流动进行离散化计算。
合理的网格划分能够保证计算结果的准确性和稳定性。
3.数值计算：数值计算是指通过数值方法对流体的动力学方程进行求解，得到流场信息和参数分布。
常用的数值求解方法包括有限体积法、有限元法和离散元法等。
通过将流场方程离散化为代数方程组，使用求解器进行求解，得到结果。
4.结果分析与优化：得到数值模拟结果后，可以对流场、压力分布、速度分布等进行分析和评价。
离心泵水力设计
目录一、离心泵的概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4二、泵的设计参数和结构形式的计算和确定．．．．．．．．．．．．．．．．51、确定泵的结构方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62、计算泵的进出直径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 63 、计算泵的出口直径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64、汽蚀的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..75、确定效率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76、功率的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．97、初步确定叶轮的主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．98、精算叶轮的外径（第一次）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．119、精算叶轮的外径（第二次）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1310、叶轮的出口速度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1411、叶轮的速度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1512、叶轮轴流投影图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1913、过流断面形成线绘制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21设计小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22第一章离心泵的概述泵是把原动机的机械能转换成液体能量的机器。
离心泵叶轮课程设计
离心泵叶轮的水力计算第一章 离心泵叶轮的水力计算1.1设计离心泵性能参数及要求1.2 叶轮设计水力计算1.2.1 泵的进口直径进口直径由泵吸入口流速确定，泵吸入口流速一般为3m/s 左右。
常用的泵吸入口径、流量和流速关系见《泵的理论与设计》表8-1：由流量选择泵的吸入口流速2V =2.1 m/s ；故泵的进口直径：D s =， 取65 mm 。
1.2.2 泵出口直径对于低扬程泵，排出口径可与吸入口径相同；对于高扬程泵，为减小泵的体积和排出管路直径，可取排出口径小于吸入口径，一般取d D (1~0.7)s D =。
故泵出口直径：s D 7.0D d ==0.7*65=45.5mm ，取 50 mm 。
1.2.3 泵进、出口速度由于进口直径都取了标准值，所以s V 、V d 都有变化，需要重新计算。
进口速度：2s 4V s D Q π==24*0.007*0.065π=2.109 m/s ， 取2.1 m/s 。
出口速度： 2d 4V d D Q π==24*0.007*0.05π=3.565 m/s ， 取3.5 m/s 。
1.2.4 比转数的计算4/365.3n HQ n s ==3/452=91.47 1.2.5 结构型式的选择由于计算所得的s n 在30—280之间，且泵的使用条件为高转速，小流量，小体积，因此选择所设计的泵为卧式单级单吸式离心泵。
1.2.6 效率计算（1）水力效率：h 110.835η=+=+= （2）容积效率： 2/32/3110.9710.6810.68*(91.47)v s n η--===++取平衡盘泄露量与理论流量之比为0.03，故v η= 0.97-0.03=0.94。
（3）机械效率：m 7/6110.07(/100)s n η≈-7/6110.07(91.47/100)=-=0.922(4) 泵的总效率：0.8350.940.9220.724h v m ηηηη=⋅⋅=⨯⨯=1.2.7确定轴功率（1）轴功率：ηρ10281.9g N ⨯=QH 10*1200*0.007*529.81102*0.724=⨯=5.82 kw 。
(优选)离心泵叶轮水力设计
离心泵设计
七.轴径和轮毂直径的确定
泵轴直径的确定应按强度、刚度和临界 转速等情况确定。由于扭矩是泵主要的 载荷，开始设计时首先按扭矩来确定泵 轴的最小直径，最小直径一般位于联轴 节处。
d 3 Mn 0.2[]
Mn
9.55 103
Nc n
N构工艺要求，确定 叶轮处的轴径dB和轮毂直径dh。 一般
Q n
离心泵设计
容积效率
v
1
1
0.68
n
2 s
/
3
离心泵设计
该容积效率为只考虑叶轮前密封环 的泄漏，对于有平衡孔、级间泄漏 和平衡盘泄漏的情况，容积效率还 要相应降低
机械效率
m
1 0.07 (
1 ns )7/6
100
泵的总效率
hvm
离心泵设计
离心泵设计
六、轴功率和原动机功率
N gQH 102
式中
D2
KD2 3
Q n
K D2
9.35( n s )1/ 2 100
离心泵设计
三、叶轮出口宽度b2的计算 和选择
式中
b2
Kb2 3
Q n
K b2
0.64( n s )5 / 6 100
离心泵设计
四、叶片数的计算和选择
叶片数对泵的扬程、效率、汽蚀 性能都有一定的影响。选择叶片数， 一方面考虑尽量减小叶片的排挤和表 面的摩擦，另一方面又使叶道有足够 的长度，以保证液流的稳定性和叶片 对液体的充分作用。
离心泵设计
三、相似设计法应注意的问题
• 关于性能和效率问题 • 关于结构形式的影响 • 关于修改模型问题 • 汽蚀相似问题
离心泵设计
第三节 速度系数设计法
离心泵叶轮水力设计
离心泵叶轮水力设计离心泵叶轮的流道形状是其水力设计的一个重要方面。
流道形状的优化可以降低水流速度的变化，减小能量损失，提高泵的效率。
一般来说，对于离心泵叶轮的水力设计来说，流道形状应该尽量保持平滑，避免出现过于复杂的几何结构，以减小流阻和涡流损失。
叶片角度也是离心泵叶轮水力设计的重要因素之一、叶片角度的选择直接影响着叶轮的流道流速和角动量的大小。
一般来说，在离心泵叶轮的水力设计中，叶片角度应该根据流体性质和工作条件的不同而有所调整。
例如，对于高粘度液体的泵来说，叶片角度一般选择较小，以减小流体的阻力和摩擦损失。
除了流道形状和叶片角度外，离心泵叶轮的几何参数也是水力设计的重要考虑因素。
例如，叶轮的进口直径、出口直径、叶片数等。
这些参数的选择应该根据需要泵送流量和扬程的不同进行调整。
一般来说，随着泵送流量的增大，叶轮的进口直径和出口直径也应该相应增大，以保持叶轮的稳定运行和高效性能。
在离心泵叶轮的水力设计中，还需要考虑到流动的非定常性以及液体的旋转运动对叶轮的影响。
非定常流动包括流场的非均匀性和流体的非线性特性。
为了减小非定常性的影响，可以通过减小流道的长度和宽度来降低流动的不均匀性。
而液体的旋转运动主要是由于叶轮的旋转导致的，对于这种情况，可以通过增大出口直径和叶片角度来减小涡流的损失。
总之，离心泵叶轮的水力设计是离心泵性能优化的关键步骤之一、在水力设计过程中，需要综合考虑流道形状、叶片角度和叶轮几何参数等方面的因素，以提高离心泵的效率和性能。
此外，还需要考虑流动的非定常性和液体的旋转运动对叶轮的影响，以减小能量损失和涡流损失，提高泵的工作效率。
只有在水力设计的合理指导下，离心泵才能够实现更高的效率和更好的性能。
毕业设计离心泵的水力设计
Abstract摘要把液体提升、运送液体或者是增加液体的压力是泵的主要作用，泵可以把原动机的机械能转变成为液体的能量。
在当今年代里，工业迅速的发展，使得具有多种优点的离心泵在国民经济快速发展中获得了极为广泛的应用。
离心泵的优点包括：可在多种场合使用、本身的体积小、结构简单、操作方便、流量均匀、不易发生故障、使用寿命长、购买费与操作费用低等。
在各个方面都会涉及到离心泵的使用，例如在能源、工业、农业，甚至在当今的军事领域很多都利用了离心泵的基本原理。
关键词：叶轮，密封，装配，泵体，吸水室，压水室AbstractEnhance the liquid, a liquid or a transporting fluid pressure increase is the main action of the pump, the pump of the prime mover can be transformed into mechanical energy in the energy of the liquid. In today's era, the rapid development of industry, making the centrifugal pump has many advantages gained an extremely wide range of applications in the rapid development of the national economy. Advantages of centrifugal pumps include: available in a variety of occasions, their small size, simple structure, easy operation, flow uniformity, less prone to failure, long life, low purchase costs and operating expenses. Will be involved in all aspects of the use of centrifugal pumps, for example in the energy, industry, agriculture, and even in many1Abstractof today's military field use of the basic principle of centrifugal pump.2目录目录摘要 (1)Abstract (1)目录 (3)引言 (6)第1章离心泵的概述 (7)1.1 离心泵的基本结构 (7)1.2 离心泵的工作原理 (8)1.3离心泵的拆装与装配 (9)第2章离心泵的水力设计 (11)2.1 泵的基本设计参数 (11)2.2 泵的比转速计算 (12)2.3 泵进口及出口直径的计算 (12)2.4轴的最小直径 (12)2.5 轮毂直径的计算 (13)第3章叶轮的水力设计 (13)3.1 确定叶轮进口速度 (14)3.2 确定叶片厚度 (14)3.3 叶片数Z的选择 (14)3.4叶轮进出口直径的计算 (15)3目录3.5 叶轮出口宽度 (15)3.6 出口直径与安放角的计算 (16)3.7叶片绘型 (17)第4章径向力轴向力及其平衡 (18)4.1 径向力及平衡 (18)4.2 径向力的计算 (18)4.3 轴向力及平衡及计算 (19)4.4 轴向力的平衡 (20)第5章泵零件选择及强度计算 (22)5.1 叶轮轮毂的强度计算 (22)5.2 轮毂热装温度计算 (22)5.3轴的强度校核 (23)5.4 键的强度计算 (24)5.5 工作面上的挤压应力 (25)5.6 切应力 (26)5.7 轴承联轴器的选择 (26)第6章泵体的厚度计算 (29)6.1 蜗壳厚度的计算 (29)6.2 中段壁厚的计算 (29)第七章吸水室与压水室的设计 (30)7.1 吸水室尺寸确定 (30)4目录7.2 压水室的作用 (30)7.3 蜗型体的计算 (31)7.4隔舌起始角 (32)7.5 蜗形体各断面面积的计算 (32)7.6 扩散管的计算 (33)第8章泵的轴封 (34)8.1常用的轴封种类及设计要求 (34)8.2 传统填料密封的不足 (34)8.3 填料密封的结构改造 (34)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)5引言引言作为一种给流体提供能量的通用机械泵在各种场合都得到应用,其中离心泵的应用最为广泛。
离心泵叶轮水力设计
设计题目：离心泵叶轮水力设计设计参数：流量0.1m3/s，扬程71.5m，转速1450rpm比转速：68.07目录一、已知设计参数二、速度系数法1.计算泵的比转速2.计算泵的进出口直径4. 计算叶轮进口直径D j5. 确定叶轮进口流速4. 确定叶轮叶片数z和叶片包角5. 确定叶轮叶片的出口安放角6. 确定叶轮外径D2及叶片厚度7. 确定叶轮出口轴面流速8. 确定叶轮出口宽度b29. 绘制叶轮的轴面投影图，检查过流面积变化10. 做叶片进口边11. 绘制轴面液流的流线（分流线） 三、 叶轮叶片的绘型1. 掌握方格网绘型的过程2. 掌握叶片木模图绘制过程3. 绘制木模图一、已知设计参数流量：Q=0.1m ³/s 扬程：H=71.5m 转速：n=1450rpm二、速度系数法1. 计算泵的比转速根据比转速公式s n ==435.711.0145065.3⨯⨯=68.07 故泵的水力方案为：单级单吸式离心泵。
2确定泵的总体结构形式进出口直径泵吸入口直径 泵的吸入口直径由合理的进口流速确定，而泵的入口流速一般为3m s 。
暂取2.7m s 泵的吸入口直径按下式确定S D =πs 4υQ =π⨯⨯7.21.04= 217mm取标准值220mm泵的排出口直径为D d = 0.8D s =220mm （因设计的泵扬程较低） t D —泵吸入口直径s D —泵排出口直径将选定的标准值代入上式，得泵的进出口流速为2.63m s 。
5确定比转速s n 和泵的水力方案根据比转速公式s n ==435.711.0145065.3⨯⨯=68.07 根据以往的运行经验。
依算得的s n =68.07，宜采用单级单吸的水力结构方案。
6估算泵的效率和功率查《泵的理论和设计》手册，根据经验公式得a 水力效率计算10.0835lg h η=+314501.0lg 0835.01+=0.884 取h η=0.88 b 容积效率23110.68v s n η-=+=3207.6868.011-⨯+=0.961取v η=0.96c 圆盘损失效率 76110.07()100m s n η=-=8710007.68107.01）（-=0.89 d 机械效率假定轴承填料损失约为2% ，则m η=0.89×0.98=0.87 f 总效率m v h ηηηη= =0.87×0.96×0.88=0.73 g 轴功率1000rQH N η==73.010005.711.0100081.9⨯⨯⨯⨯=96.08KW h 计算配套功率'N =KN=1.2×68.7=115.3KW K 取1.27叶轮主要参数的选择和计算叶轮主要几何参数有叶轮进口直径0D 、叶片进口直径1D 、叶轮轮毂直径h d 、叶片进口角1β、叶轮出口直径2D 、叶轮出口宽度2b 、叶片出口角2β和叶片数Z 。
离心泵水力设计
离心泵水力设计离心泵是一种常用的水力机械设备，广泛应用于各个行业中的液体输送、供水和循环系统中。
离心泵的水力设计是确保其正常运行和高效工作的关键。
在进行离心泵水力设计时，需要考虑多个因素，如流量、扬程、效率和液体特性等。
流量是离心泵设计的关键参数之一。
它指的是单位时间内通过离心泵的液体体积。
流量的大小取决于实际使用需求和输送管道的尺寸。
在进行离心泵水力设计时，需要根据实际情况确定所需的流量，并据此选择合适的离心泵型号和相应的工作点。
扬程是离心泵水力设计中的另一个重要参数。
它表示液体从离心泵进口到出口所需克服的压力差。
扬程的大小直接影响到离心泵的选型和工作效果。
在进行离心泵水力设计时，需要准确计算出所需的扬程，并选择与之匹配的离心泵。
除了流量和扬程，效率也是离心泵水力设计中需要考虑的重要因素之一。
离心泵的效率是指输送液体的功率与输入功率之比，一般以百分比表示。
高效率的离心泵能够大幅降低能源消耗并提高工作效率。
在进行离心泵水力设计时，需要选择效率较高的离心泵，并根据实际需求进行相应的调整和优化。
液体特性也是离心泵水力设计中需要考虑的一个重要因素。
不同液体具有不同的物理和化学特性，如密度、黏度和温度等。
在进行离心泵水力设计时，需要了解液体的具体特性，并根据其特性确定合适的离心泵和配套设备。
例如，若输送的是高黏度液体，可能需要选择低转速大功率的离心泵。
为了提高离心泵水力设计的准确性和可靠性，需要进行充分的工程计算和实验研究。
借助计算机辅助设计软件和模拟仿真技术，可以对离心泵进行数字化设计和优化。
此外，利用实验台和测试设备，可以对离心泵进行物理实验和性能测试，从而进一步验证和改进水力设计。
总之，离心泵水力设计是确保离心泵正常运行和高效工作的重要环节。
在进行离心泵水力设计时，需要考虑流量、扬程、效率和液体特性等多个因素，并进行工程计算和实验研究。
通过科学合理的设计，可以提高离心泵的工作效率和能源利用率，满足不同行业和领域的需求。
离心泵叶轮水力设计
离心泵叶轮水力设计0.98根据上述三种效率计算得到总效率为：hvm0.880.960.890.98=0.73根据公式，计算泵的功率：P=QH/=10000.171.5/0.73=.86W≈10.4kW因此，选用11kW的电机作为泵的动力源。
三、叶轮叶片的绘型1.掌握方格网绘型的过程方格网绘图法是一种快速、简便的绘图方法，适用于各种形状的叶轮叶片的绘制。
具体步骤如下：1）在方格纸上按比例放大叶片木模图；2）将叶片木模图的每一个关键点的坐标标在方格纸上；3）用直尺将每个关键点连接起来，形成叶片的外形；4）用曲线连接相邻的直线段，形成光滑的曲线。
2.掌握叶片木模图绘制过程叶片木模图是叶片外形的模型图，是绘制方格网图的基础。
其绘制过程如下：1）确定叶片的进口和出口圆直径；2）确定叶片的最大厚度和最大弦长；3）在方格纸上按比例画出进口和出口圆的圆弧；4）在进口圆弧上划分出若干等分点，根据叶片的包角和进口流角确定各等分点的位置；5）根据叶片的最大厚度和最大弦长，在进口圆弧上确定叶片的最大厚度点和最大弦长点；6）连接最大厚度点和最大弦长点，形成叶片的中心线；7）在最大厚度点和最大弦长点上分别确定叶片的前缘和后缘线；8）根据叶片的包角和出口流角，在出口圆弧上确定各等分点的位置；9）用曲线连接相邻的等分点和前后缘线，形成叶片的外形。
3.绘制木模图根据已知的设计参数和叶轮的水力方案，确定叶轮的进口和出口直径，最大厚度和最大弦长。
然后，按照叶片木模图的绘制过程，在方格纸上绘制出叶片的中心线、前后缘线和外形曲线。
最后，检查叶片的包角、出口流角和叶片的流线等重要参数是否符合设计要求。
叶片外径D2和叶片出口角β2等出口几何参数是影响泵扬程的最重要因素。
另外影响泵扬程的有限叶片数的修正系数也与D2和β2及叶片等参数有关。
可见，D2的精确与否，间接影响着泵的性能。
根据经验公式D2=K3Q1，取K=11.333，Q1=168.07，可得D2=465 mm（初步计算值）。
离心水泵的水力设计方法
离心泵过流部分主要包括吸水室、叶轮和压水室。
离心泵水力设计的基本任务是：根据给定的扬程、流量、汽蚀余量、效率等设计参数，设计出具有良好能量和汽蚀特征的离心泵过流部件形状，其中关键的部件就是叶轮。
离心泵的水力设计要解决三方面问题：
1、过流部件的主要参数，以及部件各部门的佳比例。
2、流型设计，选定在水力设计过程中所选定的过流部件的活动规律。
例如蜗壳周向速度的分布，叶轮前后活动环量的分布及轴面速度的分布。
这些分布均为设计前的假定。
3、叶轮叶片及流道的型线设计，提供过流部件的加工木木模图。
离心泵在水力设计过程中应尽量达到：
1、保证达到设计参数的要求，即流量和扬程等要求；
2、使离心泵有良好的能量机能，即有较高的水力效率，且高效率区尽量宽；
3、有良好的空化和空蚀机能，减少空化引起的效率下降；
4、有良好的不乱性，压力脉动和噪声值均较低；
5、尽可能小的尺寸，以降低造价；
6、知足些特殊运行前提的要求，例如深井，潜水和高含沙水流等特殊要求；
7、知足制造的安装等工艺的要求。
上述给大讲述的这些要求有时是相互矛盾的。
比如在提高离心泵汽蚀性能是，通常造成离心泵效率下降。
要综合地满足各方面要求是
项复杂的工作，因此必须对水力计算方法进行深入的研究。
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叶轮外径
116.14 108.00 32.00 20.00 21.25 25.00 4.57 5.00
叶片出口角 叶片进口角 叶片进口直径 叶片数 实取叶片数
出口圆周速度
16.47
出口直径 判断其是否合理? 叶片出口排挤系数 有限叶片数修正系数 无穷叶片理论扬程
112.33 126.00 0.68 0.28 12.65
项目 进口系数 进口当量直径 进口直径
结果 4.50 33.30 38.84 25.00 2.01
效率/功率
叶轮出口宽度
0.28 2.06 2.00 15.62
轮毂尺寸 汽蚀转数
确定泵进出口直径 叶轮外径精算准备 斯脱道拉 威斯奈 普夫莱德尔
泵出口直径 泵进口速度 泵出口速度 进水轮毂 泵汽蚀转数 叶片出口厚度 出口圆周速度 叶片与盖板的夹角 叶片圆周厚度 叶片出口排挤系数 出口轴面速度 有限叶片理论扬程 威斯奈滑移系数 绝对速度圆周分量 有限叶片理论扬程 理论扬程 有限叶片理论扬程
项目 基本参数 流量 扬程 效率 转数 比转数 机械效率 总效率 泵轴功率 原动机功率 初定Vs 泵进口直径
结果 3.50 15.00 0.63 2400.00 35.84 0.93 0.77 0.72 0.20 0.20 1.78 26.41 25.00 17.50 25.00 25.00 1.98 1.98 20.00 取960 2.20 13.57 90.00 25.16 0.63 2.28 精算叶轮外径第二次 4.54 0.17 3.31 4.59 20.43 9.85 精算叶轮外径第一次 初步确定叶轮主要尺寸
出口圆周速度
14.71
叶轮外径 判断其是否合理?
100.39 106.00
离心泵水力模型设计