2叶轮水力设计1
2叶轮的水力设计
叶轮是泵的核心部分，泵的性能、效率、抗空蚀能力、特性曲线的形状，都与叶轮的水力设计有紧密的关系。
2.1泵的主要设计参数和结构方案的确定
2.1.1 给定的数据和要求 （1）泵的型号：IS100—65—200
（2）流量：Q=100 3
/m h （3）效率：η=81.25%。 （4）扬程：H=50m
（5）转速：n=2900r/min
（6）必需空蚀余量（NPSH）r =3.28 m
2.1.2确定泵的总体结构形式和泵的进出口直径
首先大致选择泵的结构形式和原动机的类型，进而进行下面的计算，经比较分析后做最后的确定。
(1) 泵吸入口径
泵的吸入口径由合理的进口流速确定。泵吸入口的流速一般为3左右。从制造方便考虑，大型泵的流速取大一些，以减少泵的体积，提高过流能力；而提高泵的抗空蚀性能，则应该减少泵的吸入口的流速。
s m /本设计吸入口径D =。 s (2) 泵排出口径
对于低扬程泵，可取与吸入口径相同，高扬程泵，为减少泵的体积和排出口直径，可使排出口径小于吸入口径，一般取
s d D D )7.0~1(=
式中：——泵排出口直径；
t D ——泵吸入口直径；
s D =d D
最终确定的泵的吸入口和排出口直径，应该符合标准直径。
2.1.3汽蚀验算
4
362.5r
h Q
n C ?=
可知，转速n、汽蚀基本参数r h ?和C 这三个参数之间有确定的关系，如得不到满足，将产生汽蚀。对于一定的C 值，假设提高转速，流量增加，则将增大，当该值大于所提供的装置汽蚀余量r h ?a h ?时，就会发生汽蚀。
按汽蚀条件来确定泵的转速的方法是：先选择C 值，按给定的装置汽蚀余量
或几何安装高度，计算汽蚀条件下所允许的转速。即
a h ?sz H Q
h
C n r
62
.54
3??
式中：=— K（K—考虑汽蚀的安全余量）。
a h ?r h ?参考［9］查表3-1得C=980，
所以：
33
4
4r h ?===2.15m
汽蚀允许转速：443
3
n =
==min)/r 2903.3(
经验算可知，转速n = 2900(r/min)小于汽蚀允许转速，符合要求。
2.1.4计算比转数，确定泵的水力方案
s n
比转数的公式为：
4
93.850
s n =
=
=
在确定比转数时应考虑下列因素：
⑴、在=150～250的范围，泵的效率最高，当＜60时，泵的效率将显著下降；
s n s n ⑵、采用单级单吸式时过大，可考虑改成双吸，反之采用双吸过小时，可考虑改成单吸式叶轮；
s n s n ⑶、泵的特性曲线的形状也和大小有关；
s n
⑷、比转数和泵的级数有关，级数越多，越大。卧式泵一般不超过10级，立式深井泵和潜水泵级数多达几十至几百级。
s n 2.2叶轮的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、叶片进口直径、叶轮轮毂直径、叶片进口安放角j D 1D h d 1β、叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶片出口角2D 2b 2β和叶片数Z。叶轮进口几何参数对汽蚀具有重要影响，叶轮出口几何参数对性能（H、Q）具有重要影响，而两者对效率均有影响。
2.2.1 叶轮进口直径的确定
j D 叶轮进口直径与进口速度有关，从前限制进口速度一般不超过3～4m/s，认为进一步提高叶轮进口流速会降低泵的抗汽蚀性能和水力效率。实践证明：泵在相应增加进口很广的范围内运转时，能保持水力效率不变，所以如果设计的泵对抗汽蚀性能要求不高，可以选较小的以减少叶轮密封环的泄漏量，以提高容积效率。
j D 0v 0v j D 决定叶轮内水力损失的速度是相对速度的大小和变化，所以应当考虑泵进口对相对速度的影响，通常在叶轮流道中相对速度是扩散的，即＞。这样，从减小进口相对撞击损失的流道中的扩散损失考虑，都希望减小，若假定最小 ，可推出计算叶轮进口直径的公式。
1w w 2w 11w
进口当量直径：0
4.250.09e D k m ==?=,圆整取90mm 式中:根据统计资料，对此泵选取为=4.25
0k 0k 进一步增加,可以改善大流量下的工作条件，提高泵的抗汽蚀性能考虑效率和汽蚀，的选用范围是：
0k 0k 主要考虑效率 =3.5～4.0 0k 兼顾效率和汽蚀=4.0～5.0 0k 主要考虑汽蚀=5.0～5.5 0k 轮毂直径： 0=h d 所以叶轮进口直径：
j D
90mm 这里取 90j D m =m
2.2.2 叶轮出口直径的初步计算
2D 叶轮外径和叶片出口角2D 2β等出口几何参数，是影响泵的扬程的最重要的因素。另外，影响泵扬程的有限叶片数修正系数也与和2D 2β及叶片数等参数有
关。可见影响泵的扬程的几个参数之间互为影响。因此，必须在假定某些参数为定值的条件下，求解叶轮外径。
2D 2因为压水室的水力损失和叶轮出口的绝对速度的平方成正比。为了减少压水室的水力损失，应当减小叶轮出口的绝对速度，因此，我们把在满足设计参数下使叶轮出口绝对速度最小作为确定的出发点。 2D 由叶轮出口速度三角形
2
2
222u m v v v +=
叶轮出口轴面速度和圆周分速度均与叶轮外径有关，现将表示为（）的函数，由基本方程式
2u v 2v 2
D 2u
推出的计算公式并计算出具体的数值为：
2D
取。 20.206D m =
2.2.3 叶轮出口宽度的计算与选择
2b
由于制造关系，这里取14b m m =
2.2.4 叶片数的选择
叶片数对泵的扬程、效率、汽蚀性能都有一定的影响。选择叶片数时，一方面考虑尽量减少叶片的排挤和表面的摩擦；另一方面又要使叶轮流道有足够的长度，以保证液流的稳定性和叶片对液体的充分作用。
叶片数按比转数选择（表2.2）取Z = 6 。
表2.2
s n 30～4545～6060～120120～300
Z
8～10
7～8
6～7
4～6
2.2.5 泵效率的选择与计算
先分别计算或估算水力效率h η，机械效率m η，容积效率v η，最后计算总效率η。
（1）容积效率:
叶轮前后盖板外侧与腔内侧形成了两个充满液体的空腔，称为泵腔 。叶轮前盖板处的间隙使前泵腔与叶轮进口相通，前泵腔的另一端与叶轮出口相通。在
压力差的作用下，有一部分水流流出叶轮后，又经过前泵腔和叶轮进口间隙返回叶轮入口，这部分水从叶轮中获得的能量在流动过程中全部不可逆的转化为热能，形成一种能量损失。在后泵腔轮毂处，因为设有各种形式的密封装置，这一典型的流动可以忽略不计。因而叶轮进口密封间隙处的这一泄漏量q 代表了离心泵中典型的主要的容积损失。
容积效率可以采用下面的一些经验公式计算：
00
02/3
1
100
96.8110.68v s n η-=
?=+
（2）机械效率 : 7
6
76
0.07100
1100%m s
n η?=-?=92.45%
（3）水力效率：
由于知道总效率η=81.25%，又h m v ηηηη=可以计算出h η=90.87%
2.2.6精算叶轮外径
2D 叶轮外径是叶轮最重要的尺寸，故需要精确计算。以基本方程式精确计算，从理论上讲是比较严格的，但其中的水力效率，有限叶片修正系数，也只能用经验公式计算。实践证明，精确计算的数值是基本可靠的。 2D 由基本方程式： 由出口速度三角形 所以整理后得：
由可以求得 =
2u 2D 离心泵一般是选择适当的2β角精算。
2D （1）查相应资料，叶片出口安放角2β一般在的范围内，通常选用
。对高比转数泵， 40~16 30~202β可以取小些，低比转数泵可以取大一些。本次设
计取2β=25° 。
（2） 求叶片出口排挤系数，需要确定叶片厚度2δ，轴面截线与轴面流线的夹角取2λ=90°。
按照初定尺寸画出轴面投影后计算： 叶片出口排挤系数：
理论扬程：
叶片修正系数P： 无穷叶片理论扬程：
在每次计算中都可以认为不变。 ∞T H 出口轴面速度：
出口圆周速度：
出口直径：
取=0.212m
2D 第二次精算 2D 叶片排挤系数：
出口轴面速度：
出口圆周速度：
出口直径：
可见求得的值和初定的值相差很少，不超过2％，说明20.212D m =是精确的值。
2.3叶轮的绘型
叶轮是影响离心泵性能的主要零件。因此，准确的绘型是保证叶片形状的必要前提。叶轮全部几何参数确定后，应当根据这些确定的尺寸完成叶片绘型，为此应首先绘制叶轮轴面投影图。
画图时，最好选择相近，性能良好的叶轮图作为参考。考虑泵的设计的具体情况加以改进。轴面投影图的形状，十分关键，应经过反复修改，力求光滑顺畅。同时，应考虑到：(1)前后盖板出口保持一段平行或对称变化；(2)流道弯曲不应过急，在轴向结构允许的情况下，以采取较大的曲率半径为宜。设计时参考性能较好的相同比转数叶轮轴面投影图形状来绘制。
s n
2.3.1 叶轮轴面投影图的绘制
轴面投影图绘制的已知控制尺寸只有四个：叶轮半径，叶轮进口直径以及叶轮出口宽度和轮毂直径，所绘轴面投影图应当满足这四个已知尺寸。绘制低比转数叶轮轴面投影图时，应注意以下问题：
2R 轴面图上，前后盖板内表面的投影在叶轮出口部分，在低比转数叶轮中都是直线。为提高叶轮水力效率和保证圆柱形叶片进口冲角不至太大，这两条直线应对称布置。
叶轮流道宽畅一些，有利于减少叶轮的水流速度，降低水力损失，也有利于增强叶轮抗气蚀性能，保证有少量气泡出现后泵的外特性不致迅速变化。从这个角度考虑应使上述两条直线分离程度尽量大，但长度是有限的。前盖板以一段圆弧过渡两直线，该圆弧应于两直线相切。在泵的轴向尺寸要求不严格时，可取大一些。后盖板流线下部一半也以一段圆弧构成，此圆弧与直线相切，也应与1/2的水平线相切（对于轴不穿越叶轮吸入口的叶轮，水平线指叶轮轴心线，这时并不强求圆弧与轴心线一定相切），比值一般在1.2～2这一范围内。必要时，过渡圆弧也可以用两相切圆弧构成。轴面液流过水断面如图2-1所示。
2.3.2 检查轴面流道过水断面变化情况
轴面投影图画出之后，必须检查流道面积变化是否合理。如果流道面积无规律变化，则会产生局部漩涡，增大损失。检查步骤如下：
（1） 在周面投影图流道内作8～10个内切圆。内切圆个数越多，检查精度越高，但是工作量也越大。将这些内切圆圆心用光滑的曲线连接起来，便是叶轮流道中心线。流道中线图如图2.1所示。
图2.1轴面液流过水断面
(2)连接相应的圆心与前后盖板的切点，如下图中三角形AOB，将三角形中垂线OD 分为三等分，分点为E 和C。过E 点且和轴面流线相垂直的曲线AEB 是过水断面的形成线，其长度b 可得。过水断面形成线的重心近似认为和三角形AOB 的重心重合（C 点），重心半径为。
C R 设曲线AEB 长为b，曲线AEB 绕叶轮轴心线旋转一周所得的轴面液流过水断面面积可用i i c i b R F π2=来计算。
依次量出各计算点过水断面形成线与流道中线交点到叶轮进口中点的曲线距离。并分别按上述方法计算出面积。
图2.2 流道中线图
各过流断面的面积F 计算出后，可用纵坐标表示过流断面面积F，用横坐标表示流道中线长度L，做出F 值随L 变化的F-L 曲线，以观察F i 沿流道的变化情况。如表2.3所示：
表2.3 F-L 曲线计算值
序号 i r b
2i i F rb π= i L /i L L 1 22.5 45
6358.5 0 0 2 25.79 41.111 6658.387 20.887 0.189 3 37.508 30.663 7222.677 40.38 0.366 4 52.762 22.939 7600.731 56.799 0.515 5 65.5 19.234 7911.714 69.3 0.629 6 77.39 17.41 8461.42 81.513 0.740 7 88.426 16.105 8943.353 92.558 0.840 8 100.101 14.69 9234.638 104.237 0.946 9
106
14
9319.52
110.138
1
由此表可以做出该方案的F-L 曲线，如图2.3所示：
图2.3 F-L 曲线图
一般来说，如果F-L 曲线为直线或者接近直线的光滑曲线，则叶轮轴面投影图就是合理的。
2.3.3 作中间流线图
一元理论假设流动是对称的，即每个轴面上的流动是相同的。在同一过流断
面上轴面速度相等，做流线就是将每一个过流断面分成几个面积相等的单元面积。反映在轴面投影图上就是这些流线将过流断面形成线分成若干小段，而每段长度和其形心道叶轮轴心线距离与2π的乘积相等。
三条流线将过流断面形成线分成两部分，，而，形心到轴心线距离分别为，。得：1b 2b 1b 2b 1b R 2b R π21b R 1b =π22b R 2b 或 =。
1b 1b R 2b R 2b 作中间流线时可以随手勾画出流线的形状，然后进行验算。在同一过流断面上分成的每一单元过流断面面积都相等。否则，重新修改流线形状，直到面积相等为止。
当过流断面形成线被分成几部分后，这些小段曲线与直线相近，因此在本次设计中，我近似的把每个小圆的直径当作这些小段圆弧的值，每个小圆的圆心当作对应圆弧断的形心。在作中间流线过程中，要想在同一过流断面上分成几个绝对相等的面积是可能的，但是这样工作量太大，因此在作中间流线过程中，允许在同一过流断面上分成若干个有一定误差的断面。一般允许误差不得超过在同一过流断面上各小段面积的平均值的3%。
表2.4 划分中间流线面积检查计算表
过水断面号 流道 b D = r 2r b π?? =S
误差=2*（S S -S X ）/(S S +S X )
S 13.18 38.41 3179.211 1 X 31.82 15.91 3179.289 0 S 13.366 39.3553303.399 2 X 29.881 17.9193362.548 1.8% S 13.133 44.2563650.024 3 X 17.862 32.9833699.814 1.4% S 10.897 56.82 3888.372 4 X 11.147 54.71 3829.873 1.5% S 9.368 69.08 4064.048 5 X 9.181 68.7473963.724 2.5% S 8.677 79.7194344.013 6 X 8.491 79.4544236.764 2.5% S 8.051 89.46 4523.123 7 X 7.952 89.2614457.566 1.5% S 7.599 97.7474664.655 8
X
7.375 97.7364526.643
3.0%
9
S 7 106 4659.76
X 7 106 4659.76
最后根据计算数据得如图2.4所示。
图2.4 中间流线划分
轴面流线是轴面和流面的交线，也就是叶片和流面交线的面投影；一条轴面流线绕轴旋转一周形成的回转面是一个流面。因而，要分流面就是将每一过流断面分成几个面积相等的单元面积，反映在轴面投影图上就是将过流断面分成若干小段。按每个圆环面积相等确定分点。
2.3.4叶片进出口安放角的选择和计算
(1) 叶片进口边的确定
在画出叶轮轴面投影图之后，应在图中画出叶片进口边，进口边的位置对叶轮的汽蚀性能关系密切，叶片进口边的形状也对汽蚀初生有直接的影响。适当向叶片入口延伸，有利于提高叶轮抗汽蚀性能。进口边各点叶片安放角相差不大，实际叶片进口边都置于同一轴面内。在叶片轴面投影图上绘制叶片进口边时，应当注意：进口边与前后盖板轮毂线的夹角不要太小，A、B两点的高度差不要太
00
大，且过A、B两点的直线与轴心线夹角一般在20～40内。叶片进口边的确定如2.5所示。
图2.5 叶片进口边的确定
(2) 叶片进口安放角的确定
叶片进口角，通常取之大于液流角，即21ββ?，其正冲角21βββ-=?。冲角的范围通常为。采用正冲角可以提高抗汽蚀性能，并且对效率影响不大，对于扭曲叶片可沿叶片进口边各流线加同一冲角；也可以在前盖板流线处使用最大冲角，因为这里是汽蚀敏感区，冲角从前盖板到后盖板递减。其原因可做如下解释：
0015~3=?β ①用正冲角，能增大叶片进口角，减少叶片的弯曲，从而增大叶片进口过流面积，减小叶片的排挤。最终减小叶片进口的和。
1V 1W ②用正冲角，在设计流量下，液体在叶片进口背面产生脱流。
③用正冲角,能改善在大流量的工作条件。若经常在大流量下运转，应选较大的冲角。叶片进口边有时和过水断面形成线重合，有时不重合。进口边与三条流线的交点a、b、c 三点的过水断面不同。
(3) 叶片出口安放角的确定
叶片进口角2β是叶轮主要几何参数，对泵的性能参数、水力效率和特性曲线的形状有重要影响。常用的范围是，增大00240~18=β2β角，在相同流向下叶轮出口速度增大，压水室的水力损失增大，并且在非设计流量下冲击损失增大，容易使特性曲线出现驼峰。因此，为获得下降的特性曲线，不宜选过大的2β角。
2.3.5计算出口速度
出口圆周速度：
出口轴面排挤系数：
出口轴面速度：
出口圆周分速度：
无穷叶片出口圆周分速度：
叶片进口圆周速度：
2.3.6作叶片进口边并计算叶片进口速度
叶片进口边在平面上的投影在同一个轴面上的为好。但是也可以不在一个轴面投影图上，在叶轮的轴面投影上作叶片的进口边，应尽量使叶片进口边之间的几条流线趋于相等。进口边和流线夹角最好使直角。叶片进口边轴面投影的形状，从铸造的角度出发，最好为一直线或使有一曲率的圆弧。叶片进口边向吸入口方向适当延伸，以提高叶轮的抗汽蚀性能，并能使泵性能曲线上出现驼峰的可能性减小，并要求所做的进口边应使前后盖板的长度不能相差太大，否则容易产生二此回流。作图时应考虑以上的综合因素，并参照比转数相近的模型，作出出口边。
(1).作叶片进口边并计算叶片进口速度
63122 3.1428.51638.1710 6.810a a a F R πσ--==????=?2m 2m 2m 631233.41833.7822 3.14107.110b b b F R πσ--==????=?
631237.38331.1382 3.14107.310c c c F R πσ--==????=?
(2).计算进口角 假设10.8A ?=
1311100/3600
5.27/0.9681
6.8100.8
m A v A A Q v m F η?-=
==???s
111 5.27
'014.09
m A A A v tg u β=
==.3743 01'20.52A β=
A 1β='1A β+A 1β?=20.52°+1.5°=22，0A 1β?
=1.5°
111163
192.852 3.14
A A Z D δ?π
=-
?=-
?
=?0.8
与假定的10.8A ?=相符。
11110.516A
B A
B
u tg tg u ββ== 0127.32B β=
11110.659A
C A
C
u tg tg u ββ== 0134.4C β=
B
流线叶片进口排挤系数：
1110.80B
?=-
=-= B 流线轴面进口速速：
13
11100/3600 5.02(/)0.96817.1100.805
m B v B B Q v m F ?η-=
==???s B 流线叶片进口液流角：
111 5.02
'0.455501'24.5B β=11.02
m B B B v tg u β=
== B 流线叶片进口冲角：
0127.324.5 2.8B β?=?-=
C
流线叶片进口排挤系数：
1110.C
?=-
=-=813 C 流线轴面进口速度：
13
11100/3600 4.83(/)0.96817.3100.813
m C v C C Q v m F ?η-=
==???s C 流线叶片进口液流角：
111 4.83
'0.55901'29.2C β=8.64
m C C C v u β=
==tg
C 流线叶片进口冲角：
0133.429.2 3.2C β?=?-=
一般来说，β? 应该采用正冲角，能够减小排挤，增大过流能力，减小叶片弯曲，增加叶片进口过流面积，且采用正冲角，在设计流量下，液体在叶片进口背面产生脱流。因为背面是叶轮流道的低压侧，在这里形成的旋涡不容易向高压侧扩散，因而旋涡是稳定的、局部的、对汽蚀影响较小。采用正冲角，还能改善在大流量下的工作条件，即泵在大流量下运转，则应选择较大正冲角。
2.3.7叶片绘型
所谓叶片绘型就是画叶片。为此，应当在几个流面上画出流线（叶片骨线），然后按一定规律把这些流线串起来，变成了无厚度的叶片。画叶片有两种方法，作图法和解析法。在本次设计中，采用保角变换法进行叶片绘型。
绘型原理：在一流面上，其上有一条流线。用一组夹角为θ?的轴面和一组垂直轴线的平面去截流面，使之在流面上构成小扇形格网，并且令小扇形的轴面长度，和圆周方向上的长度S ?u ?相等。当所分的这些小扇形足够小时，则可以把流面上的曲面扇形，近似看作是小平面正方形。流面上的小扇形从进口到出口逐渐增大。
所谓保角变换，顾名思义，就是保证空间上流线与圆周方向的角度不变的变换。在平面上的展开流线只要求其与圆周方向上的夹角和空间流线的角度对应相等。展开流线的长度和形状则于实际流线可能不相同。因此只在相似，而不追求相同。可以设想把流面展开成圆柱面，然后把圆柱面沿母线切开，展开成平面。由此可见，空间流线穿过流面上小扇形，将扇形两边分别切成两段，相应的流线在平面方格网上，把正方形两边分别切成成比例的两段，由相似的关系，则对应的角度相等，即保持角度不变，变换到（平面和轴面投影）上。
因为所有绘制扭曲叶片的方法，均适宜于绘制圆柱叶片，故以扭曲叶片为例进行叙述。
绘型步骤： ①沿轴面流线分点
分点的实质就是在流面上画特征线，组成扇形格网。因为流面可以用轴面图和平面图表示，因此，分点在轴面图上沿以条流线（相当于一个流面）进行。流面就是轴对称的，一个流面的全部轴面流线均相同，所以只要分相应的一条轴面
流线，就等于在整个流面上绘出了方格网。
流线分点的方法很多，现在介绍两种： a).逐点计算法：
r u πθ2360
?=?
式中：θ?—任取的两轴面间的夹角，一般取θ?=3~5，取的角度越小，分的点就越多； r — 流面上的扇形中心（轴面流线两分点中间）的半径。
00分点的方法是叶轮出口，沿轴面流线任意取，量出s ?段中点的半径r，按照r u πθ2360
?=?计算u ?。如果算得的等于预先取的，则分点是正确的。若不等
于，重新取，再算直到两者相等。继之，从分得的点起，再分第2,3,4……点。这种方法的缺点是容易产生积累误差。
u ?s ?s ?u ?b).作图分点法：
在轴面投影图旁，画两条夹角等于θ?的射线。这两条射线表示夹角为θ?的两个轴面。与逐点计算分点法相同，一般取θ?=3～5。从出口开始，先试取，若的中点与半径对应的两条射线间的弧长0u 0s ?s ??，与试取的s ?相等，则分点是正确的，如果不是相等的，就逐次逼近，直到s ?=u ?为止。第1点确定以后，用同样的方法分第2、3、4……点。当流线平行轴线时，u ?不变，用对应的截取流线即可。各流线用相同的s ?θ?分点。
②画展开流面（平面方格网）并在其上绘制流线，因为保角变化法绘型时基于局部相似，而不追求局部相等，所以几个流面可以用一个平面方格网代替。方格网的大小任意选取，横线表示轴面流线的相应分点，竖线表示夹角为对应分点所用θ?的轴面，画出方格网并把特征线进行编号。而后在其上绘制流线，通常先画中间流线。流线在方格网上的位置应该与相应轴面流线分点序号相对应。进出口角度应与预先确定好的值相符，包角大小可以灵活掌握。型线的形状极为重要，不理想时，应该坚决修改。必要时，可以改变叶片进口边的位置，包角的大小等。
进口边在方格网中位于同一竖线上，进口边的三点位于同一条0竖线上，表示进口边位于同一轴面上，一般离心泵进出口边都位于同一轴面上。混流泵，或离心泵绘型的型线不理想时，进出口边均可不位于同一轴面上，如何布置，主要由方格网上流线的形状和下步所述的轴面截线形状的好坏来决定。如图2.6所
示。
图2.6 流线分点
③画轴面截线
在方格网中画出的三条流线，就是叶片的三条型线。用轴面（相当于方格网中的竖线）去截这三条流线，相当于用轴面去截叶片，所截三点的连线，时一条轴面截线，把方格网中的每隔一定的角度的竖线和三条流线的交点，对应于编号1、2、3、4…… 的位置，用插入法分别插到轴面投影图相应的三条流线上，把所得
的点连成光滑的曲线，就得到叶片的轴面截线。轴面截线应该光滑，按照一定的规律变化。轴面截线和流线的夹角λ最好接近90，一般不要小于60。00λ角太小，盖板和叶片的真实夹角γ过小，就会带来铸造困难、排挤严重和过水断面形状不良
（湿周增长）等缺点。γ角可按照公式βλγcos ctg ctg =进行计算。
④叶片加厚
方格网保角变换绘型，一般在轴面投影图上按照轴面截线所得的轴面截线为骨线向两边加厚，或认为是工作面向背面加厚。沿轴面流线方向的轴面厚度按照下式计算：
m S λβδβ
221cos ctg tg S
S m ++==
图2.7叶片厚度变化规律
流面上各轴面厚度变化规律如表2.5所示。
表2.5叶片加厚计算表
流线 轴面 0 Ⅱ Ⅳ Ⅵ Ⅷ Ⅸ Ⅹ Ⅺ S 3 3.577 4.154 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 角度βa
22 22 22 22 22 22 25 25
cosβa 0.927 0.9270.9270.927
0.9270.9270.906 0.906a 流线 m S 3.24 3.86 4.48 4.85
4.85 4.85 4.96 4.96 角度βb
27 29 29 29 29
29
25
25
cosβb 0.891 0.8750.8750.875
0.8750.8750.906 0.906中间流线 m S 3.37 4.09 4.75 5.14
5.14 5.14 4.96 4.96 角度βc
33 33 33 33 33
33
25
25
cosβc 0.839 0.8390.8390.839
0.8390.8390.906 0.906c 流线
m S
3.58
4.27 4.95
5.37
5.37 5.37 4.96 4.96
2.3.8绘制叶片木模图 绘制步骤：
（1） 在叶片的轴面裁剪图上，做垂直于叶轮的垂线1—1，2—2……这些垂线实际上就是一些垂直于叶轮轴心线的平面，通常称为割面或者等高面。它们于叶片的交线就是叶片的木模截面。
如果从叶轮入口方向看，叶轮为逆时针方向旋转。我们就把叶片工作面的木模截线画在平面投影图的右侧，把背面的木模截线画在投影图的左侧。本此设计的叶轮为逆时针方向旋转，直线1—1，2—2……是等距离的，但也可以不是等距离。看设计者的需要，叶片扭曲较大处距离式可以取小一些。
（2） 以O 点为圆心作叶轮外圆，并在其中做中心角为??的轴面投影图的0、Ⅰ、Ⅱ……。
（3） 将沿后盖板处的叶片工作面，背面与后盖板的交线，以及前盖板处的叶片工作面与前盖板的交线投影到0点垂直线的左部，又将沿前盖板处的叶片工作面，背面与前盖板处的叶片工作面与后盖板的交线投影到0点垂直线的右部，于是便得到叶片的内外极限轮廓线。他们与叶片的入口和出口边在平面图上投影。就绘出了制造叶轮叶片木模的外围线。
（4） 作模型截线：在叶片的轴面投影图上，3—3割面截叶片背面的0、Ⅰ、Ⅱ轴面截线于a、b、c 三点，它们到轴心线距离分别为a R 、b R 、c R 在平面
投影图
（5） 上以0为圆心，以a R 、b R 、c R 为半径画弧交于0、Ⅰ、Ⅱ轴面投影线于a、b、c 三点，将a、b、c 三点光滑连接，就可以得到割面1—1截叶片背面的模型截线。同理：可作出其它各条模型截线。这样就完成了叶片木模图的绘制 （注：在制造叶轮模型时，常常直接利用叶片木模裁剪图，因此，应在箔尺上量取叶片 裁剪图的尺寸，如果没有箔尺，铸铁叶轮的所有尺寸应该加1％～1.55％作为收缩 量，钢和铜的叶轮应该加2.5％作为收缩量）。木模截线图如图2.8所示。
图2.8 木模剪截图
2.4作叶片进出口速度三角形
在前面的设计计算中，得到了各流线上的叶片的进出口流速，轴面流速，圆周速度，以及叶片的进出口液流角或出口角，加之叶片出口的圆周分速度，则可以作出进出口速度三角形。
图2.9 叶片进口速度三角形
图2.10 叶片出口速度三角形
关于地脚螺栓设计的一些常用规定
关于地脚螺栓设计的一些常用规定 目录 第一章总则 第二章一般规定 第三章地脚螺栓尺寸的确定 第四章地脚螺栓的选用 第五章设计分工
第一章总则 第1.0.1条本规定适用于静止石油化工工艺设备地脚螺栓设计。 第1.0.2条机、泵等定型设备的地脚螺栓一般为随机附件，若需要配备时也可参照本规定选用。 第1.0.3条塔、容器、换热器等非定型设备可参照本规定配备地脚螺栓。 第二章一般规定 第2.0.1条地脚螺栓埋入混凝土基础内一般用两种方法，即预埋和预留孔二次灌浆埋入法。 第2.0.2条地脚螺栓直接埋入基础内的方法适用于塔类、较高的容器、球罐和振动较大的机械设备。 第2.0.3条直接埋入地脚螺栓时，地脚螺栓中心线距基础边的尺寸ａ≥100mm，见图2.0.8。当不能满足时必须提请土建专业对基础配筋加固。 图2.0.3 地脚螺栓直接埋入基础图 第2.0.4条预留地脚螺栓孔，放入地脚螺栓后灌浆固定。此法适用于卧式容器、换热器、小型的立式 容器等静置设备及振动较小的机、泵类。其特点是便于地脚螺栓定位尺寸的调整而不需要定位模板。 第2.0.5条预留孔的尺寸必须满足土建施工及设备安装的要球。参见图 2.0.5。 预留孔的尺寸A×A最小为100×100（mm）。螺栓钩距孔壁尺寸ｅ≥20mm，孔壁距基础边的尺寸b≥100mm，当b不能满足100mm时，可采用预埋方式或请土建专业对基础配筋加固。螺栓钩距孔底 尺寸B取80mm。 孔深（c）＝地脚螺栓埋入深度（L2）+B mm 图2.0.5 预留孔尺寸 第2.0.6条对于安装在混凝土梁上的设备，其地脚螺栓一般采用预埋方式。如设备基础有特殊要求， 也可由土建专业在混凝土梁上预埋套管，以便穿入地脚螺栓。套管尺寸应使地脚螺栓与套管之间净空至 少为10mm，以便设备安装时调整螺栓位置和灌沙、夯实。见图 2.0.6。此方式螺栓较长、缓冲性能好、又可更换螺栓，但稳定性较差。
4.地脚螺栓设计规定
中国石化集团兰州设计院标准 SLDI333C06-2001 0新制定全部顾英张彦天郑明峰2002.04.01 修改标记 简要说明 修改 页码 编制校核审核审定日期 2001-01-08发布2001-01-15实施 中国石化集团兰州设计院 地脚螺栓设计规定
目录 第一章总则 第二章一般规定 第三章地脚螺栓尺寸的确定 第四章地脚螺栓的选用 第五章设计分工
中国石化集团兰州设计院:2001-01-15 第一章总则 第1.0.1条本规定适用于静止石油化工工艺设备地脚螺栓设计。 第1.0.2 条机、泵等定型设备的地脚螺栓一般为随机附件，若需要配备时也可参照本规定选用。第1.0.3条塔、容器、换热器等非定型设备可参照本规定配备地脚螺栓。 第二章一般规定 第2.0.1条地脚螺栓埋入混凝土基础内一般用两种方法，即预埋和预留孔二次灌浆埋入法。 第2.0.2条地脚螺栓直接埋入基础内的方法适用于塔类、较高的容器、球罐和振动较大的机械设备。第2.0.3条直接埋入地脚螺栓时，地脚螺栓中心线距基础边的尺寸ａ≥100mm ，见图2.0.8。当不能满足时必须提请土建专业对基础配筋加固。 图2.0.3地脚螺栓直接埋入基础图 第2.0.4条预留地脚螺栓孔，放入地脚螺栓后灌浆固定。此法适用于卧式容器、换热器、小型的立式容器等静置设备及振动较小的机、泵类。其特点是便于地脚螺栓定位尺寸的调整而不需要定位模板。第2.0.5条预留孔的尺寸必须满足土建施工及设备安装的要球。参见图2.0.5。 预留孔的尺寸A ×A 最小为100×100（mm ）。螺栓钩距孔壁尺寸ｅ≥20mm ，孔壁距基础边的尺寸b ≥100mm ，当b 不能满足100mm 时，可采用预埋方式或请土建专业对基础配筋加固。螺栓钩距孔底尺寸B 取80mm 。 孔深（c ）＝地脚螺栓埋入深度（L2）+B mm 图2.0.5预留孔尺寸
叶轮的水力设计..
第三章 离心泵和混流泵叶轮的水力设计 泵是一种应用广泛的通用机械，著名的数学家欧拉在一些假设条件下，推出了叶片泵的Euler 方程，该方程建立了泵的理论扬程与叶轮进出口运动速度间的定量关系。近300年来，以致使叶片泵设计的理论基础。所以，Euler 方程也被称为叶片泵的基本方程。 在叶片泵内流体在叶轮中的流动都是三维空间的流动，为了简化计算，早期的研究把流体在叶轮内的流动看作是流体微团沿着叶轮流道中心线的运动。根据这一假设，建立了叶片泵一维流动理论，也称微元流束理论。根据这一设计理论建立的设计方法称为一元设计方法。 后来人们在轴对称流动理论的基础上提出了叶片式机械的二元流动理论。二元流动理论认为，叶轮内的流动是轴对称的，叶轮内的轴面速度沿过水断面是不均匀的，即轴面液流速为二元流动。二元流动较一元更为科学，更接近真实的流动状况，但二元理论在实际上应用并不多，仅适合于高比速混流泵的设计。 第一节 泵的主要设计参数和结构方案的确定 一、设计参数和要求 流量、扬程、转速（或由设计者确定）、装置汽蚀余量（或给出装置的使用条 件）、效率（要求保证的效率）、介质的性质（温度、重度、含杂质情况、腐蚀性等）、对特性曲线的要求（平坦、陡降、是否允许有驼峰等）。 二、确定泵的总体结构形式和泵的进出口直径 1． 进口直径 选取原则：经济流速；汽蚀要求。泵的进口流速一般取3m/s 左右。 s s v Q 4D π= 2．泵出口直径 s d D )7.0~1(D = 三、泵转速的确定 确定泵转速应考虑下面几个因素： （1）泵转速越高，泵的体积越小； （2）确定转速应考虑原动机的种类和传动装置； （3）提高转速受汽蚀条件的限制，从汽蚀比转数公式： 4 /3r NPSH Q n 62.5C = 四、计算比转数n s ，确定水力方案 4 /3s H Q n 65.3n =
涵洞设计要领
涵洞设计要领 首先，我们在普通、简单的涵洞设计中，会出现很多错误或者是瑕疵，图面上或多或少总会出现一些问题。 第二，我们设计解决难度较大的涵洞的能力不足，不能考虑到多方面的影响因素，更多时候，只是扮演一个绘图者的角色，并没有理解涵洞真正的设计意图，解决实际需要，设计出来的涵洞不够合理。 第三，我们的涵洞设计效率比较低。 需要改进以上的一些问题，在此我总结了下自己在实际设计操作中的一些涵洞设计经验和心得，希望能与大家交流和探讨，看是否有能帮助上大家的地方。 第四，我们要把涵洞的结构搞清楚，要有空间想象力，所谓的画法几何，不行的话，去找书看看，只有这个搞明白了，才知道这么设计合理，有些不明白的东西怎么去处理。 一、拿到一个涵洞首先要做的工作是查找资料：我们拿到一个涵洞一定不能急着开始绘图，查找资料是一个重要的过程，做好充分的准备工作再开始设计会让自己事半功倍，而以下是资料里面需要我们读取的信息。 1、涵轴断面： 是主要的信息来源，我们的设计就是基于涵轴断面而来，因此一定要仔细分析。包括地面线信息，既有涵长，既有涵标高，也包括丈量表里面的既有涵高度，双线的线间距或者是接长涵洞的线间距。 2、路基帽子或纵断面： 轨底到路肩高度，路基宽度，线路坡度，路肩高程，要注意看是否受竖曲线影响。 3、平面图： 涵轴断面所给出的地面信息是有局限性的，所以分析平面图是设计出合理的涵洞的重要步骤，我们可以从平面图上确定我们的标高，涵洞位置等，发挥自己的空间想象能力，在平面图上构思自己所设计出的涵洞，从全局出发，综合考虑排水，行车，多线的影响等等信息。 4、调查表：
调查表是我们比较容易忽视的资料，其实很多涵洞的特殊性就体现在调查表上，一定要看清楚调查表上所写的情况，看是否有我们需要特殊处理和注意的地方，避免我们考虑不周而造成涵洞不合理设计，比如看清楚是否有淤积，既有涵洞的材料，是否需要特殊处理出入口等等。 5、地质资料： 我们需要从地质资料上了解水文信息和是否具有侵蚀性等。 尽可能的从资料里面发掘对我们设计有用的信息，是高速优质设计涵洞的前提，如果发现有资料不齐，或资料有误的情况，一定要尽快寻求设计负责人解决落实。 二、掌握了我们需要的设计信息后就可以开始设计。最最重要的一点是，出草图之后不要急于去修改图面。首要的是要把图面上的数据核对一遍。仔细核对后没错再开始修改。这是血的教训啊。。。。 1、资料填写： 涵洞的设计并没有太大的难点，仔细是我们必须具备的素质之一，我们需要把资料准确无误的反映到设计中，一定要自己仔细检查复核资料是否输入错误，比如检查地面线是否与涵轴断面一致，路基宽度和路肩高度是否有误等等。 2、出入口的选择： a、一般情况下我们都采用八字墙出入口形式； b、入口如果在挖方内可以采用端墙式，注意斜交是没有端墙式的； 3、铺砌的选择： a、一般和地面平齐采用标准铺砌； b、在地面以下采用梯形槽； c、灌溉用途或有侧沟等情况，如果在地面以上需加矩形槽； d、入口在挖方地段，有时候需要设急流槽跌水井，看具体情况而定。 4、标高的确定：标高确定是涵洞里面的难点，要综合考虑以下的因素确定： a、排洪涵洞，要保证水流能与上下游顺接，入口要能进水，出口能出水； b、保证最小临界坡度； c、保证最小填土厚度； d、尽量减少填挖方量；
涵洞设计说明书
加桩号盖板涵设计说明书 1、设计采用的规范和依据 （1）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） （2）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） （3)《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005） （4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） （5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ D63-2007） （6）《公路工程抗震设计规范》（JTJ 044-89） （7）《公路涵洞设计细则》（JTJ/T D65-04-2007） 2、设计技术标准 1、计算行车速度：20km/h。 2、汽车荷载等级：公路—II 级。 3、高程：1956年黄海高程系。 4、坐标：1954年北京坐标系。 3、主要材料 C30混凝土涵洞盖板、涵顶铺装，C25混凝土涵洞台帽，C20片石混凝土涵台基础，M15浆砌片石涵洞身，M7.5浆砌片石一字墙身及基础、洞口铺砌、截水墙。 采用HRB335钢筋和HPB235级钢筋。HPB235钢筋标准应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB1499.1-2008的规定；HRB335级钢筋标准应符合《钢筋混凝土用钢第二部分热轧带肋钢筋》 GB1499.2-2007的规定，凡需要焊接的钢筋均应满足可焊要求。 4、涵洞设计 （1）涵洞布置情况 涵洞的布置以不改变原有水利灌溉系统为前提，排灌通畅为原则，并根据实地调查的有关资料及地方要求，结合桥梁的设置情况，综合考虑布设涵洞。涵洞型式依据地形地质条件、材料供应情况等，选用钢筋混凝土盖板涵。 （2）盖板涵设计要点 1）装配式钢筋混凝土预制板按两端简支板计算内力，不考虑涵台传来的水平力。2）计算车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下按30度角扩散，当几个车轮的扩散线重叠时以最外边扩散线为准。 3）预制板宽分为99cm中板和99cm边板两种。 4）计算涵台内力时，按一端简支,一端固定的竖梁计算。 5）台后荷载换算成土柱高度，计算台后土压力。 6）涵洞基底土承载力小于设计要求时，须进行地基处理，在基地设置砂砾、碎石垫层，提高地基承载力，达到要求后方可进行施工，垫层范围、厚度根据地基承载力算确定。 7）涵洞洞口形式采用一字墙。 8）盖板上的帽石采用C20混凝土。 5、施工说明
(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? ()0 000360/360360 2.491128 t Z Z φλ??====
2叶轮水力设计1
2叶轮的水力设计 叶轮是泵的核心部分，泵的性能、效率、抗空蚀能力、特性曲线的形状，都与叶轮的水力设计有紧密的关系。 2.1泵的主要设计参数和结构方案的确定 2.1.1 给定的数据和要求 （1）泵的型号：IS100—65—200 （2）流量：Q=100 3 /m h （3）效率：η=81.25%。 （4）扬程：H=50m （5）转速：n=2900r/min （6）必需空蚀余量（NPSH）r =3.28 m 2.1.2确定泵的总体结构形式和泵的进出口直径 首先大致选择泵的结构形式和原动机的类型，进而进行下面的计算，经比较分析后做最后的确定。 (1) 泵吸入口径 泵的吸入口径由合理的进口流速确定。泵吸入口的流速一般为3左右。从制造方便考虑，大型泵的流速取大一些，以减少泵的体积，提高过流能力；而提高泵的抗空蚀性能，则应该减少泵的吸入口的流速。 s m /本设计吸入口径D =。 s (2) 泵排出口径 对于低扬程泵，可取与吸入口径相同，高扬程泵，为减少泵的体积和排出口直径，可使排出口径小于吸入口径，一般取 s d D D )7.0~1(= 式中：——泵排出口直径； t D ——泵吸入口直径； s D =d D 最终确定的泵的吸入口和排出口直径，应该符合标准直径。 2.1.3汽蚀验算
4 362.5r h Q n C ?= 可知，转速n、汽蚀基本参数r h ?和C 这三个参数之间有确定的关系，如得不到满足，将产生汽蚀。对于一定的C 值，假设提高转速，流量增加，则将增大，当该值大于所提供的装置汽蚀余量r h ?a h ?时，就会发生汽蚀。 按汽蚀条件来确定泵的转速的方法是：先选择C 值，按给定的装置汽蚀余量 或几何安装高度，计算汽蚀条件下所允许的转速。即 a h ?sz H Q h C n r 62 .54 3?? 式中：=— K（K—考虑汽蚀的安全余量）。 a h ?r h ?参考［9］查表3-1得C=980， 所以： 33 4 4r h ?===2.15m 汽蚀允许转速：443 3 n = ==min)/r 2903.3( 经验算可知，转速n = 2900(r/min)小于汽蚀允许转速，符合要求。 2.1.4计算比转数，确定泵的水力方案 s n 比转数的公式为： 4 93.850 s n = = = 在确定比转数时应考虑下列因素： ⑴、在=150～250的范围，泵的效率最高，当＜60时，泵的效率将显著下降； s n s n ⑵、采用单级单吸式时过大，可考虑改成双吸，反之采用双吸过小时，可考虑改成单吸式叶轮； s n s n ⑶、泵的特性曲线的形状也和大小有关； s n
地脚螺栓标准化设计
江苏电网输变电工程标准化设计 杆塔地脚螺栓 江苏省电力公司 2008年12月
前言 为进一步推进基建标准化建设，贯彻“两型三新”（资源节约型、环境友好型、新技术、新材料、新工艺）输电线路建设要求，在国家电网公司输变电工程典型设计的基础上，在江苏省电力公司的组织领导下，编制了杆塔地脚螺栓标准化设计。 本次江苏电网地脚螺栓标准化设计适用于省内新建、改造110kV、220kV、500kV输电线路工程。 由于编者水平有限，时间较短，错误和遗漏在所难免，敬请批评指正。 编者 2008年11月30日
目录前言 第一篇总论 (1) 1.目的、意义和总体原则 (1) 1.1 标准化设计的目的和意义 (1) 1.2 标准化设计的总体原则 (1) 1.3 标准化设计的工作内容 (1) 2.设计依据 (1) 2.1 设计依据的主要规程规范 (1) 3.模块划分 (2) 4.设计原则和加工要求 (2) 4.1 设计原则 (2) 4.2 加工要求 (3) 5.标准化设计使用说明 (3) 5.1 标准化使用说明 (3) 5.2 注意事项 (3) 6.地脚螺栓制造图 (3)
第一篇总论 1.目的、意义和总体原则 1.1标准化设计的目的和意义 推行电网工程标准化设计是江苏省电力公司全面贯彻落实科学发展观，建设“资源节约型、环境友好型”社会，履行社会责任，大力提高集成创新能力的重要体现；是实施集约化管理，标准化建设的重要手段。 为积极贯彻江苏省电力公司关于“转变观念、技术创新”、“三沿少跨，跨则加强”的思路建设江苏电网，根据江苏省电力公司的部署，为统一设计标准、提高工作效率、降低工程造价，体现“资源节约型、环境友好型”的社会需求，推进技术创新成果转化标准化设计，成立了“电网标准化设计工作组”，开展江苏电网工程标准化设计工作。 电网工程标准化设计广泛吸纳了以往输电线路工程的设计成果和建设经验，是对前人成果的总结和借鉴，是提高集成创新能力的具体体现。开展电网工程标准化设计工作的目的是：深入贯彻集约化管理思想，统一建设标准，统一材料规范；规范设计程序，加快设计、评审、材料加工的进度，提高工作效率和工作质量；减少设备型式、方便材料招标，方便运行维护；降低建设和运行成本。 1.2标准化设计的总体原则 电网工程标准化设计的总体原则是：安全可靠、技术先进、保护环境、控制成本、提高效率。在标准化设计中，着重要处理和解决好标准化设计方案的统一性、适应性、灵活性、先进性、可靠性和经济性及其相互之间的辩证统一关系。 统一性：建设标准统一，基建和生产的标准统一，体现江苏省电力公司的企业文化特征。 适应性：综合考虑江苏地区的实际情况，使得标准化设计在江苏省电力公司系统中具备有广泛的适用性，在一定的时间内对不同外部条件的工程均能基本适用。 灵活性：标准化设计的各模块接口方便，可进行组合使用。 先进性：标准化设计的方案在技术上具有先进性，注重环保，同时经济指标先进。 可靠性：适当提高设计标准，保证电网生产的安全可靠性。 经济性：按照企业利益最大化原则，综合考虑初期投资和长期费用，追求全寿命周期内企业的最优经济效益。 标准化设计坚持“集成创新”、“以人为本”和“可持续发展”的理念，综合考虑“设计内容的合理性”。 1.3标准化设计的工作内容 杆塔地脚螺栓标准化的主要工作是统计江苏省杆塔的荷载范围，调研地脚螺栓的材料供应、加工和使用情况，在标准化和简化的指导原则下统一地脚螺栓的材质和规格，根据现行规范设计出一套标准化、系列化的地脚螺栓，满足江苏省电力公司系统绝大多数地区线路工程建设的需要。 2.设计依据 2.1设计依据的主要规程规范 1)《110～750kV架空输电线路设计规范》（报批稿） 2)《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL 5154-2002） 3)《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 4)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
单级离心泵设计
单级离心泵设计 摘要：本设计从离心泵的基本工作原理出发，进行了一系列的设计计算。考虑离心泵基本工作性能，流量范围大，扬程随流量而变化，在一定流量下只能供给一定扬程（单级扬程一般10～80m）。本设计扬程为50m，泵水力方案通过计算比转数（n=67.5）确定采用单级单吸结构；通过泵轴功率的计算确定选择三相异步电动机；由设计参数确定泵的吸入、压出口直径；通过叶轮的水力设计确定叶轮的结构以及叶轮的绘型；设计离心泵的过流部件，确定吸入室为直锥形吸入室，压出室为螺旋形压出室；设计轴的结构及进行强度校核；确定叶轮，泵体的密封形式及冲洗，润滑和冷却方式；通过查标准确定轴承，键以及联轴器，保证连接件的标准性。从经济可靠性出发，合理设计离心泵部件，选择标准连接件，保证清水离心泵设计的安全性，实用性，经济性。 关键词：离心泵工作原理；水力方案设计；叶轮和过流部件设计；强度校核；密封设计；键、轴承的选择
Centrifugal Pump Design Manua l Abstract : This design starting from the basic working principle of the centrifugal pump, conducted a series of design calculations. consider the basic centrifugal pump performance, flow in a wide range, lift varies with the flow, the flow can only supply some lift (single-stage lift is generally 10~80m).The design head is 50m ,the design of the pump hydraulic scheme by calculating the number of revolutions(n=67.5) to determine the single-stage single-suction structure; choice of motor shaft power calculation; design parameters to determine the pump suction outlet diameter; determine the structure of the impeller and the impeller of the drawing of the hydraulic design of the impeller; flow parts of the design of centrifugal pump suction chamber for straight conical suction chamber, pressed out of the spiral-shaped pressure chamber; the structure and strength check of the axis design; determine the impeller centrifugal pump seal design, pump closed form and washing, lubrication, cooling method; determined by checking the standard bearings, and coupling to ensure that the standard connection. Departure from the economic viability of the rational design of centrifugal pump components, select the standard connector, to ensure the water using a centrifugal pump design safety, practicality, economy. Keyword:Centrifugal pump working principle ;Hydraulic design;Component design of the impeller and the over current; Strength check; Seal design; The choice of key and bearing
螺钉长度标准
螺钉长度标准 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
公制机械牙螺丝设计标准 一﹑公制机械牙螺丝（ISO）特点 公制机械牙螺丝是目前世界范围内应用最广泛的螺丝种类，也是国际上正在大力推行的螺丝标准，英制（韦氏）规格﹑日本（JIS）规格﹑美国（ANSI）规格﹑德国（DIN）规格等螺纹将逐步被公制机械牙螺丝（ISO）规格替换。 公制机械牙螺丝是目前标准化﹑通用化﹑系列化程度最高的螺丝种类，应用范围极其广泛。具有互换性强﹑破坏扭力大﹑抗张力强﹑加工精度高﹑适应性强﹑可预制便于节省时间﹑进步生产效率﹑配套零件齐全﹑结合配套零件可满足各种性能要求等优点。 二﹑三角自攻螺丝（TAPTITE）主要术语及技术参数 1﹑标称直径：螺丝设计﹑生产﹑检验等公认的螺丝直径。 2﹑螺距﹑牙数：相邻两个牙顶之间的间隔或每英寸长度的牙数。 3﹑外径：螺丝所测出的最大均匀外径。 4﹑有效径：螺丝截面面积等效为一个圆形截面时所对应的直径。 5﹑标称长度：螺丝设计﹑生产﹑检验等公认的长度。 6﹑破坏扭力：螺丝达到扭裂或扭断状态所需要最小扭力。 7﹑抗张力：螺丝在轴向产生塑性变形或断裂状态所需要最小拉力。 8﹑表面硬度：螺丝表面头部较平坦部位测出的均匀硬度。 9﹑心部硬度：螺丝断面距中心约1/2半径位置所测出的均匀硬度。 10﹑渗碳硬化层深度：螺丝经表面渗碳处理后硬化层的厚度。 三﹑螺丝相关尺寸标准 <一>﹑公制机械牙粗牙规格螺丝尺寸标准（牙型角:60） 标称尺寸Designation 螺距Pith 外径Circle 有效直径Triangle 最大Max 最小Min 公差Tolerance 最大Max 最小Min 公差Tolerance
离心泵毕业设计论文
离心泵毕业设计论文 第一章绪论 ?1.1 泵的概述 1(1(1水泵的功用随着各式各样的汽车类型层出不穷，什么轻快敏捷的轿车、环城的公交车以及载货跑长途的重型卡车等等。所有的车都有一个相同的特点，都必须有一个完整的冷却系统。因为发动机转动提供功率的同时，一定产生相当大的热量，使机体升温，当温度过高时就会影响机器的性能。必须将温度降下来。一般采用的方法都是通过发动机带动水泵进行水循环进行冷却的。那么水泵的功用就是对冷却液加压，保证其在冷却循环中循环流动。 1(1(2水泵的基本结构及工作原理汽车发动机广泛采用离心式水泵如下图。其基本结构由水泵壳体、水泵轴及轴承、水泵叶轮和水封装置等零件构成。发动机通过皮带轮带动水泵轴转动，水泵轴带动叶轮转动，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，并在离心力的作用下被甩向水泵壳体的边缘，同时产生一定的压力，然后从出水管流出。再叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力降低，散热器中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经水管流入叶轮中，实现冷却液的往复循环如图(1-1)。支撑水泵轴的轴承用润滑脂润滑，因此要防止冷却液泄漏到润滑脂造成润滑脂乳化，同时还要防止冷却液的泄漏。如上图水泵防止泄漏的密封措施。密封圈与轴通过过盈配合装在叶轮与轴承之间使密封座紧紧的靠在水泵的壳体上已达到密封冷却液的目的。水泵壳体上还有泄水孔，位于水封之前。一旦有冷却液漏过水封，可从泄水孔泄出，已防止冷却液进入轴承破坏轴承润滑。如果发动机停止后仍有仍有冷却液漏出，则表明水封已经损坏。水泵的驱动，一般由曲轴通过V带驱动。传动带环绕在曲轴带轮和水泵带轮之间，曲轴一转水泵也就跟着转。叶轮由铸铁或塑料制造，叶轮上通常有6~8个径向直叶片或后弯叶片。水泵的壳体由铸铁或铸铝制成，进、出水管与水泵壳体铸成一体。因为汽车发动机上的水泵是采用离心式的，所以设计时完全可以按照离心泵的设计方法来设计。 ?1.2 离心泵
离心泵的水力设计讲解
离心泵的水力设计 离心泵叶轮设计步骤 第一步：根据设计参数，计算比转速ns 第二步：确定进出口直径 第三步：汽蚀计算 第四步：确定效率 第五步：确定功率 第六步：选择叶片数和进、出口安放角 第七步：计算叶轮直径D2 第八步：计算叶片出口宽度b2 第九步：精算叶轮外径D2到满足要求 第十步：绘制模具图 离心泵设计参数 作为一名设计人员，在设计一台泵之前，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。
确定泵进出口直径 右图为一台ISO单级单吸悬臂式离心泵的实物图和装配图。对于新入门的学习者，请注意泵的进出口位置，很多人会混淆。 确定泵的进口直径 泵吸入口的流速一般取为3m/s左右。从制造方便考虑，大型泵的流速取大些，以减小泵的体积，提高过流能力。而从提高泵的抗汽蚀性能考虑，应减小吸入流速；对于高汽蚀性能要求的泵，进口流速可以取到1.0-2.2m/s。 进口直径计算公式 此处下标s表示的是suction（吸入）的意思 本设计例题追求高效率，取Vs=2.2m/s Ds=77,取整数80 确定泵的出口直径 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。一般的计算公式为：
D d=(0.7-1.0)D s 此处下标d表示的是discharge(排出)的意思 本设计例题中，取 D d = 0.81D s = 65 泵进口速度 进出口直径都取了标准值，和都有所变化，需要重新计算。 Vs = 2.05 泵出口速度 同理，计算出口速度= 3.10
汽蚀计算 泵转速的确定 泵的转速越高，泵的体积越小，重量越清。舰艇和军工装备用泵一般都为高 速泵，其具有转速高、体积小的特点。 转速与比转速有关，比转速与效率有关，所以选取转速时需和比转速相结合。 转速增大、过流不见磨损快，易产生振动和噪声。 提高泵的转速受到汽蚀条件的限制。 从汽蚀比转数公式可知，转速n和汽蚀基本参数和C有确定的关系。 按汽蚀条件确定泵转速的方法，是选择C值，按给定的装置汽蚀余量或几何安装高度，计算汽蚀条件允许的转速，所采用的转速应小于汽蚀条件允许的转速。 汽蚀的概念 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(目前多以液体在该 温度下的汽化压力作为极限值)时，液流中就开始发生空(汽)泡，这些充满着气体或蒸汽的空 泡很快膨胀、扩大并随液流至压力较高的地方后又迅速凝缩、溃灭。液流中空泡的发生、扩 大、渍灭过程涉及许多物理、化学现象，会有噪音，振动甚至对流道材料产生侵蚀作用(汽 蚀)。以上这些现象统称为汽蚀现象。 汽蚀会导致泵的噪声与振动，破坏过流部件，加快腐蚀，性能下降等。汽蚀一直是流体机械 研究的热点和难点。
(整理)螺丝柱设计
压铆方式：一般通过冲床或液压压铆机来讲压铆螺柱铆接到钣金件上面 压铆螺柱，是应用于钣金、薄板、机箱、机柜的一种紧固件，压铆螺母柱其外形一端呈六角形，另一端为圆柱状，六角边与圆柱状中间有一道退刀槽，其内形为内螺纹，通过压力机将六角头压入薄板的预置孔内（预置孔的孔径一般略大于压铆螺柱的圆柱外径）使孔的周边产生塑性变形，变形部分被挤入压铆螺母柱的退刀槽内，使压铆螺母柱铆紧于薄板上，从而在薄板上形成一下有效固定的内螺纹。压铆螺柱的材料主要是以铝合金、铜和碳钢为主。 应用优点 板材背面保持完全嵌平；小而精巧，广泛应用于精密电子电器产品或精密设备；高抗扭矩阻力；装备方便，只需要压铆；规格系列化，能满足多种设计要求。 2.5压铸件螺丝柱 3.螺丝柱的基本设计原则 3.1塑胶类螺丝柱的设计 螺丝柱的作用：螺丝柱是用以装配产品、及支撑承托其它零件之用。螺丝柱主要分为自攻螺丝柱和镶螺母型螺丝柱。这些应用均要有足够强度支持压力而不致于破裂。 螺丝柱的设计在结构设计中是最常见的，但往往也是容易忽略的地方。设计的不当，容易引起打螺钉发白、爆裂、引发的缩水、滑牙、根部断裂等等不良现象。 3.1.1自攻型螺丝柱 1）螺柱的尺寸问题 外径和内径的分配多少合适？螺柱与螺钉的配合尺寸怎么给？还有插入件柱孔应如何设计？塑胶螺丝柱参考尺寸. D = 公称直径 X 外径系数, d = 公称直径 X 孔系数 S = 公称直径 X 螺纹深度系数.
D表示螺丝柱外径，d表示螺丝柱内径（预孔），h表示螺丝柱的高度，t表示产品料厚, s表示螺丝旋入螺丝柱的深度 2）螺丝柱的内孔设计 螺丝柱的形状以圆形为主﹐其它形状则加工不易 螺丝柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气(长度太长时会引起气孔﹐烧焦﹐充填不足等)。 螺丝柱的位置不能太接近转角或外侧壁，应与产品外壁保持一段距离： 螺丝柱离产品外壁太近会产生缩水痕、空穴、或增加内应力等不良影响。因此，支柱与产品外壁保持一段距离。 3）螺丝柱的强度问题： 加强筋怎么加？尺寸和形状如何定？另外也要考虑到筋位省模的问题。 螺丝柱尽量不要单独使用，应尽量连接至外壁或辅以三角加强筋，目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。(三角加强筋对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用) 设计螺丝柱时，增加根部R角、增加螺丝柱壁厚在一定程度上加强了螺丝柱的强度，但同时也会有缩水的风险；因此，支柱的设计须要从这两方面取得平衡。
轴流泵叶轮水力模型设计参数
1 轴流泵叶轮水力模型设计参数 叶轮直径D=300mm ； 转速n=1450r/min ； 流量Q=380L/s ； 扬程H=6.0m ； 空化余量NPSHre<7.0m 2 叶轮设计流程 第一、确定转速n 和比转速n s 第二、估算泵的效率 第三、确定叶轮主要结构参数 （1）确定叶轮的轮毂比h d ；（2）叶片数Z ；（3）外径D 。 第四、叶片的设计（流线法、升力法、……） 第五、叶片的绘型 3 叶轮基本参数的选择 3.1 比转速的确定 已知转速n 后，就可根据公式计算出比转速来。轴流泵的比转速ns 一般为500-1200，但根据需要，可以超出此范围，有些资料介绍ns 的范围为400-2000. 851≈851.02=65.34 3H Q n n s = 3.2 叶轮外径D 和轮毂直径d h 的确定 叶轮直径D 和轮毂直径d h 应根据轴面速度Vm 的大小来确定。轴面速度Vm 的可按下面式计算： 式中 Q ——设计流量 n ——转速 Vm ——液体进入转轮以前的轴面速度 轮毂比D d h 与比转速s n 有关，其值根据表1或图 1选取: 表1 轮毂比D d h 与比转速s n 的关系 s m Q n m V /495.6380.0145007.0307.03 22 =?? ==
图 1 轮毂比D h d 与比转速s n 的关系曲线 从图及表中可看出，轮毂比D d h 随比转速s n 的减小而增大，这是因为：为了减小叶片在液流中的迎面阻力，必须使叶片后面不产生漩涡层，必须要使每一计算截面上围绕翼型流动的速度环量Γ1相等。 所以根据以上叙述，选择轮毂比为 3.3 叶片数Z 的选择 轴流泵叶轮的叶片数Z 与比转速s n 有关，其统计数据列于表2 表2 叶片数Z 与比转速s n 的关系 根据上表选择叶片数Z=4 4 叶片各截面的叶栅计算（流线法） 如果用半径为r 和（r+dr ）的两个同心圆柱面去切割轴流泵的叶轮，则得到一个包括翼型在内的液体圆环，如图2所示，如将这个圆环剖开并展开于平面上，则得到一个无限直列叶栅，如图3所示。 。 0.45=D d h () 。。m d m D d Vm Q D H h 13111.00.30m ≈29136.035.01495.6380 .0414222 ==-???=? ?? ? ??-= ππ
华中科技大学离心泵课程设计教材
课程设计说明书 设计题目：离心泵水力设计 设计参数：流量0.1m3/s， 扬程62m， 转速1450rpm 学生姓名： 学号： 班级： 完成日期： 指导教师（签字）： 能源与动力工程学院
目录 第一章绪论.............................................................................................................................. - 2 - 1.1泵用途........................................................................................................................... - 2 - 1.2泵的分类....................................................................................................................... - 2 - 1.3离心泵主要部件........................................................................................................... - 3 -第二章结构方案确定................................................................................................................ - 4 - 2.1 确定安装高度.............................................................................................................. - 4 - 2.2 确定泵进、出口直径.................................................................................................. - 5 - 2.3 确定效率和功率以及电动机的选择.......................................................................... - 5 - 2.4 功率的确定.................................................................................................................. - 6 -第三章叶轮水力设计.............................................................................................................. - 7 - 3.1 叶轮进口直径D0的确定............................................................................................ - 7 - 3.2确定叶轮出口直径....................................................................................................... - 7 - 3.3确定出口宽度b2.......................................................................................................... - 8 - 3.4确定叶片数................................................................................................................... - 8 - 3.5确定叶片出口角........................................................................................................... - 8 - 3.6确定叶片实际厚度....................................................................................................... - 8 - 3.7用速度系数法确定进出口轴面速度........................................................................... - 8 - 3.8确定叶片出口排挤系数............................................................................................... - 8 - 3.9确定叶片包角φ.......................................................................................................... - 9 - 3.10精算叶轮出口直径D2................................................................................................ - 9 -第四章叶轮的CAD设计 ..................................................................................................... - 10 - 4.1轴面图绘制及过水断面检测..................................................................................... - 10 - 4.2轴面流线的绘制......................................................................................................... - 13 - 4.3进出口边参数的确定：............................................................................................. - 14 - 4.4方网格保角法叶片绘型：......................................................................................... - 16 -第五章压水室的设计............................................................................................................ - 18 -D的确定 ................................................................................................. - 18 - 5.1 基圆直径3 5.2 压水室的进口宽度.................................................................................................... - 18 - 5.3 隔舌安放角和隔舌螺旋角 ........................................................................... - 18 -第六章参考资料.................................................................................................................... - 19 -第七章设计感悟........................................................................................... 错误！未定义书签。