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 h
2．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 2
241m h Q
v d D D π=
⎛⎫-
⎪⎝⎭
取0m m v v =，则
(4.0D =-根据轮毂比
45.0=D
d 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=4
4．确定叶栅稠密度l t
Z=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l
t
按直线规律变化，其值为
()
()()
1.3 1.4h
l l
t t =-
取()73.00=l ，则()96.0=h t l
4．确定叶片翼型的厚度：
通常轮毂截面的相对厚度为 l
δ
δ=
=（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 l
δ
δ=
=（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： 2
1h
d r =
D r =5
25
13r r r +=
2312r
r r +=
25
34r r r +=
截面D 取值：122，160,198,236,272
2．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=-=
v
h m d D Q
V ηπ
（2）确定速度环量 036.22==
Γw
gH T
k 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 =
，查得
1000112062778
.0145062.5m 64
/3r >=⨯=
=C NPSH 所以
符合设计要求。

计算各截面翼型厚度坐标
（1）Ⅰ截面：
翼型如图：（2）Ⅱ截面：
翼型如图：
（3）Ⅲ截面：
翼型如图：
翼型如图：
（5）Ⅴ截面：
翼型如图：
5．叶轮绘型
（1）画翼型展开图
（2）确定叶片旋转轴线位置：
旋转轴线通常取离翼弦进口为（0.3～0.4）l 处，而且一般和翼型最大厚度位置一致。

另外，旋转中心一般通过翼型的骨线，也可以偏离骨线，但是，其纵向位置应当有规律变化，以保证叶片表面的光滑。

（3）作叶片轴面投影图， （4）坐平面投影图和木模截线图
二、导叶的水力设计
（一） 导叶结构参数的选择
1． 确定导叶体的扩散角
一般导叶体的扩散角为68θ≤︒-︒，取8θ=︒。

2． 导叶进口边一般和叶轮出口平行，其间距为e=（0.05～0.1）D,
即 e=13.6~27.2mm 取 mm 27e =
3． 叶片数一般取Z=5～10片，低比转速取大值，本设计为比转速903=s n 的轴
流清水泵，故取叶片数Z=7。

4． 弯管（管径为n D ）通常是等截面的，因此，与之相联的扩散管出口直径（4D ）
也应该与弯管相同，为标准直径。

故
4
300 n
D D mm
==
1．导叶的设计与计算(见下表):
9 3 1 3 9
0.90899234
3 1.01809369
2
1.10029543
3
1.16298496
5
1.20951714
5
4 9 3 6 3 ψ0.884240260.91818632 0.936872040.948574260.95621315
3 6 8 5 2
1.23985776
7 1.29440683
3
1.33550649
1
1.36685033
3
1.39011573
6
l 126.885063
6 127.332662
1
128.541734
3
130.198360
8
132.151207
7
18.9592875
7 15.8337641
4
13.4788577
2
11.6829349
5
10.3498861
8
0.33089223
3 0.27634316
7
0.23524350
9
0.20389966
7
0.18063426
4
R 195.28 233.35 275.75 321.49 367.79 αl(β翼
型安放角)
71.04 74.17 76.52 78.32 79.65
1.24 1.29 1.34 1.37 1.39
tan(ε/2 ) 0.04554887
6
0.04198153
2
0.03755730
8
0.03335622 0.02981492
7 0.04551741
5
0.04195689
5
0.03753966
4
0.03334385
8
0.02980609
7 0.091034830.08391379 0.075079320.066687710.05961219
1 8 5 5
2.60803271
4 2.40402390
7
2.15092774
4
1.91051865
7
1.70781395
7
ε 5.21606542
9 4.80804781
4
4.30185548
8
3.82103731
4
3.41562791
5
（二）导叶绘型
按锥面分流面，其作图方法和叶轮叶片绘型完全相同，即采用扭曲三角形法绘型。

1．根据计算绘制轴面投影图，在轴面投影图上作等距木模截线。

绘型计算表格如下：
79 1翼型Ⅰ
截
面
Ⅱ
截
面
Ⅲ
截
面
Ⅳ
截
面
Ⅴ
截
面
δmax 8.9
9
8.4
8
8.1
8
8.0
7.8
9
x/ l 0 0.0
5
0.0
75
0.1 0.2 0.3 0.4 0
.
5
0.6 0.7 0.8 0.9 0.9
5
1
Ⅰ截面0 6.3
442
531
78
9.5
163
797
67
12.
688
506
36
25.
377
012
71
38.
065
519
07
50.
754
025
42
6
3
.
4
4
2
5
3
76.
131
038
13
88.
819
544
49
101
.50
805
08
114
.19
655
72
120
.54
081
04
126
.88
506
36
Ⅱ截面0 6.3
666
331
07
9.5
499
496
61
12.
733
266
21
25.
466
532
43
38.
199
798
64
50.
933
064
86
6
3
.
6
6
6
3
3
76.
399
597
28
89.
132
863
5
101
.86
612
97
114
.59
939
59
120
.96
602
9
127
.33
266
21
Ⅲ截面0 6.4
270
867
13
9.6
406
300
7
12.
854
173
43
25.
708
346
85
38.
562
520
28
51.
416
693
71
6
4
.
2
7
8
7
77.
125
040
56
89.
979
213
99
102
.83
338
74
115
.68
756
08
122
.11
464
76
128
.54
173
43
Ⅳ截面0 6.5
099
180
41
9.7
648
770
61
13.
019
836
08
26.
039
672
16
39.
059
508
25
52.
079
344
33
6
5
.
9
9
1
8
78.
119
016
49
91.
138
852
57
104
.15
868
87
117
.17
852
47
123
.68
844
28
130
.19
836
08
Ⅴ截面0 6.6
075
603
84
9.9
113
405
77
13.
215
120
77
26.
430
241
54
39.
645
362
31
52.
860
483
08
6
6
.
7
5
6
79.
290
724
61
92.
505
845
38
105
.72
096
62
118
.93
608
69
125
.54
364
73
132
.15
120
77
δ/δ
max 0 0.2
96
0.4
05
0.4
89
0.7
78
0.9
2
0.9
78
1 0.8
83
0.7
56
0.5
44
0.3
56
0.2 0
Ⅰ截面0 2.6
610
4
3.6
409
5
4.3
961
1
6.9
942
2
8.2
708
8.7
922
2
8
.
9
9
7.9
381
7
6.7
964
4
4.8
905
6
3.2
004
4
1.7
98
Ⅱ截面0 2.5
100
8
3.4
344
4.1
467
2
6.5
974
4
7.8
016
8.2
934
4
8
.
4
8
7.4
878
4
6.4
108
8
4.6
131
2
3.0
188
8
1.6
96
Ⅲ截面0 2.4
212
8
3.3
129
4.0
000
2
6.3
640
4
7.5
256
8.0
000
4
8
.
1
8
7.2
229
4
6.1
840
8
4.4
499
2
2.9
120
8
1.6
36
Ⅳ截面0 2.3
68
3.2
4
3.9
12
6.2
24
7.3
6
7.8
24
8 7.0
64
6.0
48
4.3
52
2.8
48
1.6 0
Ⅴ截面0 2.3
354
4
3.1
954
5
3.8
582
1
6.1
384
2
7.2
588
7.7
164
2
7
.
8
9
6.9
668
7
5.9
648
4
4.2
921
6
2.8
088
4
1.5
78
2.作流线展开图
3.在展开图上作流线
4.做平面投影图。