潜水轴流泵设计说明书

QZ 型潜水轴流泵

设计说明书

设计参数：

流量 Q=130m 3/h 扬程 H ＝3.7m 转速 n ＝2900r/min

1．

概述

本设计系。。。。。。。。。

轴流泵是一种高比转数的水泵，一般比转数s n ≈500～1000．当s n 大于500时，泵一般设计成轴流式。轴流泵属于低扬程、大流量泵，一般性能范围为：扬程1～2m ；流量0.3～

0.65m 3/s 。

轴流泵结构简单，重量轻，主要用于扬程低，流量大的场合。中、小型轴流泵的结构油吸入喇叭口、叶轮、导流器、弯管等组成，叶轮一般采用不可调式，这种结构叶轮非常简单。小型轴流泵的驱动电机可与泵连在一起，使用和安装均非常方便，缺点是效率曲线的高效区比较窄，泵比转数越高，高效区越窄。对于大型轴流泵，可将叶轮设计成可调式的，以增加水泵的高效区。

在本设计中，设计参数：流量 Q=130m 3/h ，扬程 H ＝3.7m ，配套功率 P 配＝2.2KW ，属于小型泵，叶轮采用不可调式。比转数4

3

65.3H

Q n n s

，代入参数计算得s n ＝754，故泵

的结构为轴流式。作为潜水泵，需要在水下工作，为了安装和检修的方便，把泵和电机设计成一体，用一根轴连接。汽蚀方面，泵在水下工作，一般不会发生汽蚀，可以不作要求。

2．叶轮的设计

（1）轴流泵的轮毂比D

d h

轮毂用来固定叶片，在结构和强度上应保证安装叶片要求。减小轮毂比D d h ，可减少水力摩擦，增加过流面积，有利于抗汽蚀性能的改善。但过分的减少轮毂比，会增加叶片的扭曲，偏离设计工况时，会造成流动紊乱，在叶片进出口形成二次回流，使效率下降，高效范围变窄。轴流泵的轮毂比D d h 根据比转数确定：

根据设计参数计算出的s n ＝754，试取D d h ＝0.45。

（2）轴流泵的叶片数Z

轴流泵的叶片数Z 可以根据比转数s n 来选定，一般Z=3～6，比转数高，叶片负荷轻，叶片数可少一些。比转数s n ＝500～600，叶片数取6～5；比转数s n ＝700～900，叶片数取4个。

据此，本设计中取叶片数Z ＝4。

（3）叶轮外径D

叶轮的当量直径0D 的大小决定叶轮前轴面速度0m v 的大小，在转速一定情况下，

0m v 的

大小与叶片前来流速度（相对速度）与圆周之间夹角0β大小有关。0β影响着叶片中翼型的安放角c β，而c β太小叶片排挤系数就小，因此需要控制0β角。

为控制0β角在一定范围，鲁特捏夫建议按叶轮进口出轴面速度0m v 计算当量直径0D ，他建议取轴面速度0m v 为：

32

0)08.0~06.0(Qn

v m =

计算出轴面速度后可以计算当量直径：

2

04D Q

v m π=

2

04m v Q

D π=

代入数据得：

3

2

02900

3600

13007.0⨯=m v ＝4.7m/s

（5）确定计算截面

本设计中取5个截面，内外截面分别与轮缘和轮毂 留有一定距离，见图一。以方便用样板检查。所取各截面 所取截面见右图。

（6）确定轴面速度m V 和速度环量Γ的分布规律

轴面速度 )

(4

2

2

h m d D

Q

v -=

π，代入参数计算，得

s m v m /77.4)05.011

.0(4

036

.022

=-=

π

速度环量 gH

π22=

Γ ，代入数值，得

2

212)

2/)((u u m v v u v w +-+=∞2

2

1u u m

v v u v arctg

+-

=∞β

下面是各截面的速度三角形的计算：

① 截面Ⅰ

s m n D u /20.860

2900

054.014.360

1=⨯⨯=

=

π

s m D v u /47.5054

.014.3927.01

2=⨯=

Γ

=

π

s m v v u v w u u m /25.7)

2

47.52.8(77

.4)

2/)((2

2

2

212=-

+=+-+=∞

︒=-

=+-

=∞12.412

47.52.877.42

2

1arctg

v v u v arctg

u u m

β

② 截面Ⅱ

s m n D u /17.1060

2900

067.014.360

2=⨯⨯=

=

π

s m D v u /41.4067

.014.3927.02

2=⨯=

Γ

=

π

s m v v u v w u u m /28.9)

2

41.42.8(77

.4)

2/)((2

2

2

212=-

+=+-+=∞

︒=-

=+-

=∞92.302

41.42.877.42

2

1arctg

v v u v arctg

u u m

β

③ 截面Ⅲ

s m n D u /14.1260

2900

08.014.360

3=⨯⨯=

=

π

s m D v u /72.308

.014.3927.03

2=⨯=

Γ

=

π