离心泵叶轮水力设计
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。
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。
ss v Q4D 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：4/3rNPSH Qn 62.5C =四、计算比转数n s ，确定水力方案4/3s H Qn 65.3n =在确定比转数时应考虑下列因素：（1） n s =120~210的区间，泵的效率最高，n s 〈60的效率显著下降； （2） 可以采用单吸或双吸的结构形式来改变比转数的大小； （3） 可以采用单级或多级的结构形式来改变比转数的大小； （4） 泵特性曲线的形状与比转数的大小有关。
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。
ss v Q4D 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：4/3rNPSH Qn 62.5C =四、计算比转数n s ，确定水力方案4/3s H Qn 65.3n =在确定比转数时应考虑下列因素：（1） n s =120~210的区间，泵的效率最高，n s 〈60的效率显著下降； （2） 可以采用单吸或双吸的结构形式来改变比转数的大小； （3） 可以采用单级或多级的结构形式来改变比转数的大小； （4） 泵特性曲线的形状与比转数的大小有关。
单级双吸离心泵叶轮三维水力模型的建立及水力分析
第50卷第5期农业工程与装备2023年10月V ol.50No.5 AGRICULTURAL ENGINEERING AND EQUIPMENT Oct. 2023韩业翔1，杨文敏1*，陈冰2，冯少生2(1.湖南农业大学机电工程学院，湖南长沙410128；2.湖南天一奥星泵业有限公司，湖南平江410400)摘要：为提高离心泵叶轮扭曲叶片的曲面质量，改善离心泵的水力性能，以TSY150-200型单级双吸离心泵的叶轮为例，采用保角变换法的逆向思维，利用SolidWorks的3D草图功能，直接绘制叶片的空间流线和空间截线，利用曲线和曲面质量检测、调整工具，检查其曲率、拐点等参数，并通过控标进行调整，以保证曲线和曲面的质量。
最后使用ANSYS CFX对离心泵的全流域进行CFD分析，内部流动状态表明使用该造型方法得到的叶轮叶片具有良好的曲面质量。
关键词：离心泵叶轮；扭曲叶片；保角变换法；数值模拟中图分类号：TH311文献标志码：A文章编号：2096–8736(2023)05–0014–04Establishment and hydraulic analysis of a three-dimensional hydraulic model for the impeller of a single stage double suction centrifugal pump HAN Yexiang1，YANG Wenmin1*，CHEN Bing2，FENG Shaosheng2(1.College of Mechcmical and Electrical Engineering, Hunan Agriculture University, Changsha,Hunan 410128, China;Hunan Tianyi Aoxing Pump Industry Co., Ltd, Pingjiang, Hunan 410400, China) Abstract: In order to improve the surface quality of the twisted blades of a centrifugal pump and enhance its hydraulic performance, the impeller of the TSY150-200 single-stage double-suction centrifugal pump was studied. This paper uses the reverse thinking of conformal transformation method and the 3D sketch function of SolidWorks to draw the spatial streamline and spatial transect of the blade. The curvature, inflection point and other parameters of curves and surfaces are checked by means of quality detection and adjustment tools to ensure the quality of curves and surfaces. Finally, the entire flow field of the centrifugal pump is analyzed using ANSYS CFX for CFD analysis, and the internal flow state indicates that the impeller blades obtained through this shaping method have excellent surface quality.Keywords: centrifugal pump impeller; twisted blades; conformal transformation method; numerical simulation叶轮是离心泵进行能量转换的核心部件， 叶片曲面的光顺程度与叶轮的过水能力息息相关，进而直接影响着离心泵的水力性能[1]。
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。
离心泵叶轮的优化建议
离心泵叶轮的优化建议1、改善吸入性能叶轮叶片有两种弯曲型式：前弯曲和后弯曲。
由于后弯叶片叶轮在最大化动力、赋予流体高旋转力及防止脱流方面更有效，因此离心泵通常均采用后弯曲叶片叶轮。
对于泵本体来说，泵的汽蚀行为和吸入性能在很大程度上受叶轮入口的几何形状及面积的影响。
叶轮入口处的许多几何因素都会影响汽蚀，例如入口和轮毂直径、叶片进口角和上游液流的入射角、叶片数量和厚度、叶片流道喉部面积、表面粗糙度、叶片前缘轮廓等。
另外，还与叶轮叶片外径和导叶（对于导叶式泵）或蜗舌（对于蜗壳式泵）之间的间隙大小相关。
1）叶轮入口直径/入口面积为了改善离心泵的吸入性能，设计人员普遍通过加大叶轮入口直径的方法来实现。
今天，这种设计方法在离心泵的工程设计中还在一直使用。
在轴径相同、叶轮口环处的直径间隙相同的情况下，吸入性能越好（叶轮入口面积越大，吸入比转速值越高），则叶轮口环处的间隙面积越大，这意味着泄漏量越大，而泵的效率就越低。
不过，对于通过加大叶轮入口直径来改善吸入性能的方法，必须特别注意：不能导致吸入比转速值严重超出相关标准规范（如UOP 5-11-7）规定的值，否则将导致泵的稳定运行区间变得很窄。
2）叶片前缘形状不同的叶轮叶片前缘形状进行了研究，结果表明，只要满足前缘叶片厚度的机械和制造约束，采用抛物线轮廓可以提高叶轮的吸入性能。
椭圆轮廓的吸入性能次之，该形状是前缘的默认轮廓选择，因为此轮廓可以轻松满足叶片前缘厚度的机械和制造限制。
3）叶轮盖板进口部分的曲率半径由于叶轮进口部分的液流在转弯处受到离心力作用的影响，靠前盖板处压力低、流速高，造成叶轮进口速度分布不均匀。
适当增加盖板进口部分的曲率半径，有利于减小前盖板处（叶片进口稍前）的绝对速度和改善速度分布的均匀性，减小泵进口部分的压力降，从而降低NPSHR，提高泵的抗汽蚀性能。
4）叶片进口边位置和进口部分形状叶片进口边轮毂侧向吸入口方向延伸，即采用后掠式的叶片进口边（进口边不在同一轴面，外缘向后错开一定的角度），可使轮毂侧液体流能够提前接受叶片的作用、并增加压力。
简述离心泵叶轮水力设计时,速度系数法和模型相似换算法的区别_概述说明
简述离心泵叶轮水力设计时,速度系数法和模型相似换算法的区别概述说明1. 引言1.1 概述离心泵是一种常用的液体输送设备，其工作原理是通过叶轮的旋转产生离心力，将液体从低压区域转移到高压区域。
在离心泵的设计过程中，叶轮的水力设计是非常重要的一部分。
而叶轮水力设计方法中，速度系数法和模型相似换算法是两种常用的计算方法。
1.2 文章结构本文将分为以下几个部分来详细介绍离心泵叶轮水力设计时的速度系数法和模型相似换算法及其区别。
首先会对速度系数法进行简要介绍，包括其原理和计算方法。
然后会对模型相似换算法进行类似的介绍。
之后会比较这两种方法存在的区别，包括相似性原理差异、计算方法差异以及适用性分析。
最后会通过工程实际应用案例对比分析来加深对这两种方法区别的理解。
1.3 目的本文旨在全面了解并比较离心泵叶轮水力设计时的速度系数法和模型相似换算法，并明确它们之间存在的差异。
通过对比分析，可以更好地选择合适的方法用于离心泵叶轮水力设计，在实际工程应用中提高设计的效果和质量。
同时，本文还希望能够为相关领域的研究者和从业人员提供有价值的参考和指导。
2. 离心泵叶轮水力设计时的速度系数法:2.1 简介:离心泵是一种常见的水力机械设备，在许多工程领域中被广泛应用。
离心泵的性能参数主要包括流量、扬程和效率等。
其中，叶轮是离心泵中最关键的部件之一，其水力设计对于泵的性能至关重要。
2.2 原理及计算方法:速度系数法是一种常用于离心泵叶轮水力设计的方法。
该方法基于流体动量守恒原理，通过选择适当的叶轮出口径向速度分布来满足设计要求。
主要包括以下步骤：1. 设定目标流量和扬程。
2. 根据所选定的叶轮进口径向速度分布形式和角动量平衡原理，确定出口径向速度。
3. 通过展开叶片并考虑角速度差等因素，得到切线方向上瞬时相对流速。
4. 根据相对流速与切线方向的夹角以及转子出口直径确定绝对流速。
5. 根据绝对流速的大小确定叶片出口角度，并进行修正以满足稳态工况要求。
离心泵叶轮设计范文
离心泵叶轮设计范文离心泵是一种常见的流体机械设备，广泛应用于工农业生产、城市供水和排水等领域。
其工作原理是利用叶轮受离心力作用，将流体加速并转化为压力能，从而实现输送的目的。
离心泵的叶轮是其核心部件，直接关系到泵的性能和效率。
叶轮的设计需要考虑多个因素，包括流体的流动特性、流量需求、扬程要求、泵的转速、叶轮材料等。
在离心泵叶轮的设计过程中，首先需要确定泵的工况参数，包括流量Q、扬程H、泵的转速N等。
这些参数可以通过工程实际需要来确定，也可以根据已有的类似泵的性能曲线来选择。
接下来，需要确定叶轮的进出口直径D1和D2，以及出口角β2、进口直径D1一般根据泵的流量来确定，而出口直径D2则常常使用等速线绘制法来确定。
该法通过绘制流速三角形和散失系数曲线来确定出口直径，从而使得出口速度恒定。
然后，需要根据进口和出口直径来确定叶轮的元素形状。
叶轮通常采用流线型的设计，使得流体能够顺利进入和流出。
叶轮的元素形状可以使用叶片角、曲率半径和叶片厚度等参数来描述。
在确定叶轮的元素形状后，还需要进行叶轮的流场分析。
这可以通过CFD仿真等方法来实现，以验证叶轮是否满足设计要求，以及是否能够提供理想的流体流动状态。
另外，还需要进行叶轮的强度和动力分析。
叶轮的强度分析主要包括静力学和动力学两个方面，以确保叶轮在工作过程中能够承受流体的压力和惯性力。
动力分析则主要是考虑叶轮的转动惯量和动力平衡等问题。
最后，在叶轮设计完成后，需要进行叶轮的制造和装配。
制造时需要考虑叶轮的材料选择和加工工艺，保证叶轮的质量和精度。
装配时需要注意叶轮与轴的连接方式，以及叶轮与泵壳等配合关系。
总之，离心泵叶轮的设计是一项综合性的工程，需要综合考虑多个因素，从而得到理想的叶轮形状和性能。
随着计算机技术的发展，仿真分析在叶轮设计中的应用越来越广泛，可以提高设计效率和精度。
在实际应用中，还需要根据具体情况进行不断的优化和改进，以满足不同领域和需求的泵的要求。
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离心泵设计
轴面流线
Ａ
ｕ Ｓ
叶片 Ｓｍ Ｓ
β
ＢＣ
流面上叶片各厚度间的关系
离心泵设计
轴面流线
轴面截线
δ
轴截面上叶片厚度
λ
ε
离心泵设计
β
平面上叶片厚度
离心泵设计
流面厚度S
在流面上叶片垂线间的距离 为流面厚度。 圆周厚度
流面厚度在圆周方向的分量 称为圆周厚度。
S Su sin
离心泵设计
轴面厚度 流面厚度在轴面方向的分量称 为轴面厚度。
S Sm con
径向厚度
轴面厚度在平面图上的投影长 度为平面图上的径向厚度。
S r S m sin
离心泵设计
叶片真实厚度与圆周厚度之间的关系：
垂直叶片的面
圆周方向
δSuຫໍສະໝຸດ φ叶片离心泵设计
叶片真实厚度与圆周厚度之间 的关系：
Su
sin
tg tg sin
离心泵设计
3
np nm
np
Qm
Hp (
2
np nm
)2 H m
p Q p H p p N p ( ) Nm p nm m 102N p
5 3
离心泵设计
６．绘制实型泵图纸
实型泵过流部件所有角度与 模型相等，所有尺寸按计算出的 λ值放大或缩小。但应考虑到制 造的可能性和结构的合理性（如 叶片和导叶厚度不能太厚或太薄） 可作适当的修改。
v0 K v0 2gH
4Q DK v 0
60u 2 D2 v0
离心泵设计
u2 K u 2 2gH
vm2 K m2 2gH
Q b2 v D2vm 2
离心泵设计
对于斜流泵
D2 D D 2
2 2a 2 2b
对于多级泵
D0 D d
2 e
2 h
离心泵设计
六、叶轮外径Ｄ２或叶片出口角 β２的精确计算
离心泵设计
第二节
相似设计法
离心泵设计
一、相似设计法的导出
如果两台泵相似，比转速必然 相等，在相似工况下，两台泵 的流量、扬程和功率应满足公 式：
Qp Qm
Hp
DP 3 n p ( ) DM n m
DP 2 n p 2 ( ) ( ) Hm DM n m
离心泵设计
两台相似泵的尺寸比例可以从上 式求得：
1. 进口安放角的计算
v m1 tg u 1 v u1
' 1
ｖｕ１由吸水室的结构确定。对直锥形吸水 室ｖｕ１＝０；对螺旋形吸水室，可按经验 公式确定各流线的ｖｕ1值。
离心泵设计
K v ur m Q n
3 2
式中 ｍ＝0.055～0.08，nｓ小取小值。
叶片进口轴面速度
v m1 Q v F1 k 1
现离心泵设计
• 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）
离心泵设计
二、确定泵的总体结构形式和泵 的进出口直径
1. 进口直径
4 Q Ds 选取原则：经济流速；汽蚀要求 vs
2.泵出口直径
Dd (1 ~ 0.7)Ds
离心泵设计
在确定比转数时应考虑下列因素
• ns=120~210的区间，泵的效率 最高，ns〈60的效率显著下降 • 可以采用单吸或双吸的结构形 式来改变比转数的大小
离心泵设计
• 可以采用单级或多级的结构形
式来改变比转数的大小
• 泵特性曲线的形状与比转数 的大小有关
离心泵设计
五、估算泵的效率
水力效率
• 泵效率要高，高效率区要宽 • 汽蚀性能好
３．根据已选定的模型和给定的 参数，计算放大或缩小系数λ
离心泵设计
４．根据λ确定过流部件的尺寸
D2 p D2m b2 p b2m
D1 p D1m b1 p b1m
离心泵设计
５．根据模型泵性能曲线换算 出是型泵性能曲线的数据
Qp
由出口速度三角形
vu 2 vm 2 u2 tg 2
离心泵设计
所以
H T vm 2 u2 (u 2 ) u1vu1 g tg 2
整理后，得
vm 2 u u 2 u1vu1 gHT 0 tg 2
2 2
离心泵设计
解上面的方程，得
vm 2 vm 2 2 u2 ( ) gHT u1vu1 2tg 2 2tg 2
离心泵设计
vm 2 tg 2 u 2 vu 2
vm 2 Q v F2 k 2
ZS u 2 ZS 2 Z 2 ctg 2 2 k2 1 1 1 1 ( ) D2 D2 sin 2 D2 sin 2
离心泵设计
第四节
叶片厚度和角度及其几何关系
离心泵设计
rm 1 2 Z 13 sin e 2
对于低比数离心叶轮
r2 r1 1 2 Z 6.5 sin r2 r1 2
离心泵设计
叶片数也可按比转数选择
ns Z
30~45 8~10 45~60 7~8 60~120 6~7 120~300 4~6
离心泵设计
五、介绍确定叶轮尺寸的其它 速度系数
盖板流面
叶片
γ
δ
叶片真实厚度与流面厚度之间的关系
离心泵设计
叶片真实厚度与流面厚度之间 的关系：
S
sin
ctg ctg cos
离心泵设计
叶片各厚度与角度之间的关系：
S
sin
1 ctg 2 1 ctg 2 cos2
S sin 2 cos2 ctg 2 cos2 2 Su 1 ctg sin sin sin 2 cos2 ctg 2 1 ctg (1 ) 1 2 sin sin 2
Q 3
nmQ p n p Qm nm H np Hp Hm
在实际计算时，λQ和λH往往并不相 等，在两者差值不大时，一般取较大 的值。
离心泵设计
二、 相似设计法的步骤
１．根据给定的参数，计算比 转数ns ２．根据ns选择模型泵。
离心泵设计
选择模型泵时应该注意以下几点：
• 流量－扬程曲线要平坦
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
比转数相等的泵的速度系数是相等 的。不同的比转速就有不同的速度系数。 我们以现有性能比较好的产品为基础， 统计出离心泵的速度系数曲线，设计时 按ｎＳ选取速度系数，作为计算叶轮尺 寸的依据，这样的设计方法就叫做速度 系数设计法。
Nc M n 9.55 10 n
3
N c KN
离心泵设计
根据轴各段的结构工艺要求，确定 叶轮处的轴径dB和轮毂直径dh。 一般
d h (1.2 ~ 1.4)d B
离心泵设计
画草图时应注意以下几点：
•各轴段应采用标准直径
•轴上的螺纹一般采用标准细牙螺 纹，其内径应等于或大于螺纹前 轴段的直径 •轴定位凸肩一般为1~2毫米
由相似原理，可以写出速度系数的一 般表达式：
Q 常数 3 nD
Q D K3 n
离心泵设计
速度v和nD成比例有：
v K v Qn
3
2
由
H 常数 2 2 n D
离心泵设计
H DK n
3
或
DK
'3
2gH n
v K v 2gH
离心泵设计
利用上述公式、比转数的大小、并 借助经验公式可以计算出泵相应的 尺寸
ZSu ZS1 1 Z ctg1 2 k1 1 1 1 1 ( ) D1 D1 sin 1 D1 sin 1
离心泵设计
2. 叶片出口安放角和出口三角 形
离心泵一般是先选择叶片出口角。 混流泵一般按叶片出口处液流符合 vur＝常数的方法来确定出口角。计 算时先按扬程计算出中间流线的vur， 进而求出其它流线的vu。
离心泵设计
三、泵转速的确定
确定泵转速应考虑下面几个因素
•
泵转速越高，泵的体积越小
• 确定转速应考虑原动机的种类 和传动装置 • 提高转速受汽蚀条件的限制
离心泵设计
可根据汽蚀比转数选取
5.62n Q C /4 NPSH3 r
离心泵设计
四、计算比转数ns，确定 水力方案
3.65n Q ns 3/ 4 H
Q h 1 0.0835lg 3 n
离心泵设计
容积效率
1 v 2 / 3 1 0.68n s
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
离心泵设计
机械效率
m 1 0.07 1 ns 7/6 ( ) 100
式中
D 2 K D2
K D2
3
Q n
n s 1 / 2 9.35( ) 100
离心泵设计
三、叶轮出口宽度b2的计算 和选择
b 2 K b2 3
式中
K b2 n s 5 / 6 0.64( ) 100
Q n
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。