离心泵的水力设计讲解
机械工程中离心泵的水力特性分析与改进

机械工程中离心泵的水力特性分析与改进引言在机械工程领域,离心泵被广泛应用于各种工业和民用领域中,用于输送液体、提供压力等。
本文将分析离心泵的水力特性,探讨其中存在的问题,并提出改进方案。
1. 离心泵的基本原理离心泵是通过离心力和动能转换原理工作的。
当泵的蓄水室内形成真空时,液体被吸入,然后通过离心力将液体抛离,通过出口排出。
离心泵的工作原理简单高效,因此广泛应用于各个行业。
2. 离心泵水力特性的分析离心泵的水力特性主要包括流量特性、扬程特性和效率特性。
其中,流量特性指的是泵在不同工况下流量的变化情况;扬程特性指的是泵在不同工况下扬程的变化情况;效率特性指的是泵在不同工况下转换能量的效率。
在实际应用中,离心泵的水力特性往往存在一些问题。
首先,流量特性可能不稳定。
当泵的进口阻力或出口阻力发生变化时,流量可能会波动甚至出现倒流现象。
其次,扬程特性可能不够理想。
扬程随着流量的变化而变化,有时甚至会超出设计范围。
最后,效率特性也可能存在问题。
由于摩擦损失和内部流体动能损失,泵的效率往往不高,造成能量浪费。
3. 离心泵水力特性的改进方案针对离心泵水力特性存在的问题,可以考虑以下改进方案。
首先,优化泵的结构设计。
通过改变叶轮、流道和泵壳等部件的几何形状,可以改善泵的水力特性。
合理的叶轮形状和流道设计可以减小压力损失,提高流量和效率;适当增加泵壳的宽度和密封性能,可以降低倒流和泄露现象。
其次,采用智能控制系统。
通过安装传感器和自动调节阀门,可以实时监测和控制泵的工况。
当泵的进口或出口阻力发生变化时,自动调节阀门可以及时调整,以维持稳定的流量和扬程。
此外,合理选择泵的工作点也很重要。
根据实际需求和工况,选取合适的流量和扬程,避免在泵的效率曲线两侧工作,以提高泵的效率。
最后,定期维护和保养离心泵也是改进水力特性的关键。
清理泵的进口和出口,修复泵的损坏部件,保障泵的正常运行。
同时,定期检查泵的工作状态和水力特性,及时发现并解决问题。
600S-75型双吸单级离心泵设计说明书

600S-75型双吸单级离心泵设计摘要:本文主要介绍了600S-75型双吸单级离心泵的设计计算过程。
主要包括离心泵的整体结构设计、水力设计计算、压水室的设计计算、吸水室的设计计算及主要零部件的校核。
本设计中的离心泵是具有一个叶轮的双支撑中开式离心泵。
该离心泵具有经过优化设计的双吸式叶轮,从而使离心泵所受轴向力大为减小。
叶轮叶片的叶型具有良好的水力性能,具有较好的抗汽蚀性能和较高的工作效率。
该离心泵采用了螺旋形压水室,泵腔中的水流量轴对称,水力性能良好,具有相对较小的水力损失。
吸水室采用了半螺旋形结构,该结构吸水室的截面均分布,叶轮进口流速均匀。
该离心泵具有结构简单,稳定性良好,便于安装及拆卸检修等一系列优点,并且加装有自吸装置,可以在不安装底阀,没有真空泵,不倒灌的情况下,实现自动吸水,自行启动。
关键词:双吸单级离心泵、叶轮、压水室、吸水室The design of 600S-75 Single-stage double-suctionCentrifugal pumpsAbstract: This paper describes the design and calculation process of 600S-75 single-stage double-suction centrifugal pump.Mainly includes the design calculations of overall structural, hydraulic, pressurized water chamber, suction chamber and the checking of the main components .The pump in this paper is a pump with double support structure and only has one impeller. The centrifugal pump has the double suction impeller which has been optimization designed, so that the centrifugal pump axial force is greatly reduced. The hydraulic performance of the blade profile is good, .so the anti-cavitation performance and work efficiency of the pump are high. The centrifugal pump adopts the spiral pressurized water chamber, the water flow axisymmetric cavity of the pump, hydraulic performance is good and the hydraulic loss is relatively small. The Suction chamber adopts the semi spiral structure, the cross section of the structure of suction chamber are distributed, the impeller inlet velocity uniformity. The centrifugal pump has the advantages of simple structure, good stability, a series of advantages such as convenient installation and disassembly and maintenance. The self-suction device can start the pump without the valve, vacuum pump and situation.Keywords: single-stage double-suction centrifugal pump, impeller, pressurized water chamber, Suction chamber.目录引言........................................................................................................... 错误!未定义书签。
离心泵 - 设计和应用

离心泵 - 设计和应用
离心泵是一种常见的动力泵,通过离心力将液体从低压区域输送到高压区域。
下面是离心泵的设计和应用的一些基本信息:
设计要点:
1.叶轮设计:离心泵的关键部分是叶轮。
叶轮设计会影响泵的
能效、流量和扬程等性能指标。
叶轮通常采用单吸入式或双吸入式,叶片形状和数量的选择取决于具体需求。
2.泵壳和进出口管道:泵壳应具备充分的强度和密封性能,以
承受泵的工作压力。
进出口管道的设计应考虑液体进出泵的流畅性和减少能量损失。
3.轴封和轴承:泵的轴封和轴承需要具备耐腐蚀性和高可靠性。
常用的轴封形式包括填料密封、机械密封和磁力密封。
4.驱动装置:离心泵可以由电动机、内燃机或其他动力源驱动。
选用合适的驱动装置需要考虑功率、转速和机械耦合等因素。
应用领域:
1.工业领域:离心泵广泛应用于工业过程中的液体输送、冷却
系统、供水循环、化工生产等。
不同的行业有不同的需求,如石油化工、矿山、造纸业等。
2.建筑行业:离心泵在建筑行业中常用于供水、排水、消防系
统、暖通空调等。
它们可提供稳定的水压和流量。
3.农业领域:农业灌溉系统、污水处理、渔业养殖等需要液体
输送的农业领域也常用到离心泵。
4.能源行业:离心泵在能源行业中用于输送原油、天然气、煤
浆等,以及核电站中的循环水系统。
5.生活领域:离心泵也应用于居民区的供水、水循环系统、游
泳池等。
总而言之,离心泵由于其结构简单、稳定可靠以及广泛的应用领域而备受青睐。
根据具体需求,可以选择合适的离心泵类型和规格,以满足不同应用的要求。
2.离心泵设计——基础理论

2 基本理论知识2.1离心泵主要性能参数1流量:单位时间内流出泵出口断面的液体体积或质量,分理论流量和泄露流量。
理论流量指通过水泵叶轮的流量T Q ;泄露流量q 是指流出叶轮的理论流量中,一部分经传动部件与静止部件间隙(如口环与泵壳、填料函中填料与泵轴、平衡孔或平衡盘与外壳等)。
qQ Q T +=2扬程:被输送单位质量液体流经水泵后所获得的能量增值除以重力加速度g ,单位为m 。
工程习惯指水泵对单位液体提供的总能量;也可表示为泵出口断面与进口断面单位总能量的代数差。
3转速:我国常用水泵转速:中小型离心泵730~2950r/min ,中小型轴流泵250~1450r/min,大型轴流泵更低,在100~300r/min 。
4功率轴功率:动力机经传动设备后传递给水泵主轴的功率,即水泵的输入功率。
通常水泵名牌上即为水泵轴功率。
有效功率:流出水泵液体所获得的能量,即水泵对液体实际有效功。
动力机配套功率:考虑到水泵运行时可能出现超负载,所以动力机的配套功率通常比水泵轴功率大,可按下式计算。
KPP g =5效率:6汽蚀余量:表征水泵在标准状况下汽蚀性能的参数,后面章节进一步说明。
2.2离心泵叶轮的基本理论2.2.1速度三角形①圆周运动:又称牵连运动,液体质点随叶轮一起旋转的运动,u②相对运动:质点相对于叶片的运动,w③绝对运动:质点相对于静止坐标系的运动,v =u +w2.2.2离心泵基本方程式2.2.3离心泵特性曲线通常把表示主要性能参数之间内部规律的曲线成为离心泵的性能曲线。
包括Q~H,Q~N,Q~ 等,这些曲线都是在一定转速下以试验方法测得,不同转速有不同性能曲线。
在性能曲线上,对于任意的流量点都可以找出一组与其相对应的扬程、功率和效率值,通常把这一组对应的参数称为工况点。
对应于离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点,最佳工况点一般应与设计工况点重合,但实际上有些泵并不重合。
离心泵的方案原理方案设计

离心泵的方案原理方案设计简介离心泵是一种常用的流体输送装置,广泛应用于工业、建筑、农业等领域。
本文将介绍离心泵的工作原理,并针对离心泵的方案进行设计。
离心泵的工作原理离心泵的工作原理是利用离心力将流体送出,其基本结构由泵体、叶轮、轴、轴承和密封装置等部分组成。
1.泵体:泵体通常是由金属或塑料材料制成的圆筒形壳体,其作用是容纳并固定其他部件,并提供流体的进出口。
2.叶轮:叶轮是离心泵的关键部件,其形状类似于风扇叶片。
当叶轮旋转时,叶片会产生离心力,将流体向出口方向推送。
3.轴和轴承:轴是连接叶轮和电机的重要部件,负责传输动力。
轴承则支撑轴的旋转,并减少摩擦损失。
4.密封装置:为了防止流体泄漏,离心泵通常配备了密封装置,如机械密封或填料密封。
当电机启动时,通过传输装置将动力传递给叶轮,使其高速旋转。
流体进入泵体后,叶轮产生的离心力将流体推送至出口,从而实现了流体的输送。
离心泵方案设计离心泵方案的设计过程中需要考虑以下几个关键因素:1. 流量和扬程在设计离心泵方案时,首先需要确定需要输送的流体的流量和扬程。
流量指的是以单位时间内流经离心泵的流体体积,通常以立方米/小时或升/秒表示。
而扬程则表示流体从进口到出口所涉及的垂直高度差,通常以米表示。
根据流量和扬程的要求,可以选择合适的泵体尺寸、叶轮直径和转速等参数。
2. 材料选择离心泵的泵体和叶轮通常由金属或塑料制成。
在选择材料时,需要考虑流体的性质、温度和腐蚀性等因素。
例如,对于输送腐蚀性液体的离心泵,通常选择耐腐蚀性能较好的材料(如不锈钢)制造。
3. 能效和动力匹配离心泵的能效指标对于降低能源消耗和运行成本非常重要。
在设计方案时,应考虑泵的效率和电机的功率匹配。
高效的叶轮设计、减少泄漏、合理的泵体形状等因素都有助于提高能效。
4. 控制和运行安全离心泵通常需要配备控制系统,以提供远程或自动化控制。
在设计方案时,需要考虑控制系统的稳定性、可靠性和安全性。
此外,还需注意泵的运行安全,例如通过安装过压保护、温度监测等装置来确保泵的安全运行。
离心泵动静干涉作用机理及低噪声水力设计

离心泵动静干涉作用机理及低噪声水力设计
离心泵的动静干涉作用机理是指,在离心泵高速旋转时,由于压力变化和离心力的作用,会产生涡流和涡旋,使得泵内流体出现紊乱和动静干涉的现象。
这种现象会影响泵的效率和稳定性,同时也会产生噪声和振动问题。
为了减少离心泵的动静干涉作用,需要采用低噪声水力设计。
这种设计包括:
1.优化流道结构:通过细化流道设计、调整进出口径比、优化导叶和叶轮等措施,使得流体在泵内的流动更加平稳,避免了涡流和涡旋的产生。
2.减少轴向力:通过调整叶轮的曲率和叶片数量,使得泵的静压平衡达到最佳状态,从而减少轴向力的产生。
3.降低噪声振动:采用减震、吸音和隔振等技术,降低泵的噪声和振动问题。
通过采用低噪声水力设计,可以有效地降低离心泵的动静干涉作用,提高泵的效率和稳定性,同时也可以减少噪声和振动问题,提高设备的使用寿命。
毕业设计(论文)-螺旋离心泵的设计(含图纸)

毕业设计(论文)-螺旋离心泵的设计(含图纸)毕业设计(论文)-螺旋离心泵的设计(含图纸)第一章绪论1.1螺旋离心泵概述泵是把原动机的机械能转换为抽送液体能量的机器。
一般,原动机通过泵轴带动叶轮旋转,对液体做功使其能量增加,从而使要求数量的液体从吸入口通过泵的过流部分,输送到要求的高度或要求有压力的地方。
泵是世界上最早发明的机器之一。
现今世界上泵产品产量仅次于电机,所消耗的电量大约为总发电量的四分之一。
泵的种类甚多,应用极为广泛。
除农田灌溉、城市和工业给排水、热电厂、石油炼厂、石油矿厂、输油管线、化工厂、钢铁厂、采矿、造船等部门外,目前泵在原子能发电、舰艇的喷水推进、火箭的燃料供给等方面亦得到重要应用。
另外,还可以用泵来对固体如煤、鱼等进行长距离水力输送。
泵抽送的介质除水外,有油、酸、碱浆料……一直到超低温的液态气体和高温熔融金属。
可以说,凡是要让液体流动的地方,就有泵在工作。
泵在国民经济中起着十分重要的作用。
根据科学技术的发展,泵输送固态物质的应用领域日益扩大,如污水污物、泥浆、纸浆、灰渣矿石、粮食淀粉、甜菜水果、鱼虾贝壳等不胜枚举。
据文献介绍,如今已成功地从5000米深的海底用泵向陆地输送猛矿石。
对输送这类物质的泵,有两个主要要求:一是无堵塞,二是耐磨损。
耐磨损主要与材料有关,无堵塞主要取决于叶轮的结构形式。
目前作为无堵塞泵叶轮的结构形式有:1.开式或半开式叶轮;2.旋流式叶轮;3.单(双)流道式叶轮;4.螺旋离心叶轮。
螺旋离心泵是典型的无堵塞离心泵。
世界上第一台螺旋离心泵是用来输送鱼类,随后用来输送固液两相流体,可以用来排雨水和输送高黏度液体。
为防止故态物质堵塞,使之顺利的流出,开式叶轮中有一片或两片扭曲的螺旋形叶片,在锥形的轮毂体上由吸入口沿轴延长,叶片的半径逐渐增大,形成螺旋形流道。
壳体由吸入盖和涡壳两部分组成。
吸入盖部分的叶轮,产生螺旋推进作用,涡壳部分的叶轮像一般的离心泵产生离心作用,叶片进口的锐角部分将杂物导向轴心附近,再利用螺旋作用使之沿轴线推进。
水泵水力设计教学

水泵水力设计教学导语水泵是一种常见的机械设备,用于输送流体或将流体增压。
在工业、建筑、农业等领域,水泵的应用非常广泛。
而水泵的水力设计是确保其正常运行并提供所需性能的关键因素。
本文将介绍水泵水力设计的基本原则和步骤,以帮助读者更好地理解和掌握水泵的设计方法。
一、水泵概述水泵是一种能够将液体或气体从低压区域输送到高压区域的设备。
它通常由驱动装置、转子、定子、密封装置和管道组成。
水泵的选型和设计是根据输送流体的特性、输送距离、流量和压力等参数来确定的。
水泵的性能取决于其水力设计是否合理。
二、水泵水力设计原则1. 流量计算流量是衡量水泵性能的重要指标之一。
在水泵水力设计中,首先需要确定所需流量。
流量的计算可以根据应用需求和系统的工作参数来进行。
常用的方法包括杜布利泊利公式、克劳逊公式和泄流公式等。
2. 扬程计算扬程是衡量水泵输送能力的指标,它表示水泵将液体从低处抬升到高处所需的能量。
在水泵水力设计中,需根据输送距离和高度差来计算扬程。
扬程的计算涉及到摩擦阻力、惯性阻力和重力势能等因素。
3. 效率考虑水泵的效率是水力设计的一个关键因素。
效率越高,水泵的输送能力越大,能耗越低。
在水泵水力设计过程中,需要综合考虑泵的效率,尽量选择高效率的水泵以降低能耗和运行成本。
4. 速度选择水泵的转速直接影响其性能和工作特性。
在设计水泵时,应根据流量、扬程和功率要求来选择合适的转速。
通常情况下,水泵的转速会尽量选择在经济转速范围内,以提高运行效率和延长使用寿命。
5. 管道布局水泵的水力设计还需要考虑管道布局。
管道的直径、长度、材质和摩阻等因素会影响水泵的工作性能。
在设计过程中,应根据流量和扬程计算所需管道直径,并合理布置管道,以减少压力损失和能量浪费。
三、水泵水力设计步骤1. 确定设计参数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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/sDs=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。
详情请查看汽蚀基本理论装置汽蚀余量计算NPSHa(NPSHa)设计要求中已经给出:3.3m泵的安装高度=得H g=6.29m汽蚀余量计算NPSHrNPSHr = NPSHa/1.3 = 2.54m泵汽蚀转速=822·一般的清水泵C值大致在800~1000左右,符合汽蚀条件。
比转速计算比转速(数)是从相似理论中引出来的一个综合性参数,它说明着流量、扬程、转数之间的相互关系。
同一台水泵,在不同的工况下具有不同的比转数。
一般是取最高效率工况时的比转速(数)做为水泵的比转速(数)。
第一章第五节中对比转速做了讲解,不再赘述。
您可以点击:比转速比转速计算公式本教程中设计实例的计算结果:ns=49.8计算比转速时,特别需要注意各参数的单位!!流量Q:m^3/s(双吸泵取一半)扬程H:m转速n:rpm在=150~250的范围,泵的效率最好,当<60时,泵的效率显著下降采用单吸叶轮过大时,可考虑改用双吸,反之采用双吸过小时,可考虑改用单吸叶轮效率计算泵内能量损失泵在把机械能转化为液体能量过程中,伴有各种损失,这些损失用相应的效率来表示。
为了提高泵的效率,必须分析泵功率的平衡情况,弄清其来龙去脉,为减少损失提高效率指明方向。
下面按能量在泵内的传递过程,逐一介绍泵内能量能量的损失。
机械损失△Pm和机械效率ηm原动机传到泵轴上的功率(轴功率P),首先要花费一部分去克服轴承和密封的摩擦损失△Pfd,剩下的用来带动叶轮旋转,但这部分机械能并没有全部作用给液体,其中一部分消耗于克服叶轮前后盖板表面和壳体间液体的摩擦,即为圆盘摩擦损失△Pd。
所以:△Pm=△Pfd+△Pd(称为输入水力功率)容积损失△Pv和容积效率ηv输入水力效率用来对通过叶轮的液体作功,因而叶轮出口处液体的压力高于进口压力。
正是由于这个压差的存在,会使通过叶轮的一部分液体从泵腔经叶轮口环间隙向叶轮进口逆流,即为口环泄漏。
这个泄漏是泵内的主要泄漏,记其泄漏量为q。
则:△Pv=ρgqHt其中:Qt—泵的理论流量(即没经过损失直接通叶轮的流量)Qt=Q+qHt—泵的理率扬程,它表示叶轮传给单位重量液体的能量。
水力损失△Ph和水力效率ηh。
通过叶轮的有效液体(除掉泄漏)从叶轮中接收的能量(Ht), 也没有完全输送出去,因为液体在泵过流部分的流动中伴有水力摩擦损失和冲击、脱流,改向等引起的水力损失,从而要消耗掉一部分能量(用h表示)。
所以:△Ph=ρgQh其中:H—单位重量液体经过泵增加的能量Ht=H+h 泵的总效率:泵的机组效率:水力效率=0.848, 取0.85容积效率=0.952,取0.95机械效率圆盘摩擦效率:=0.844考虑轴承,轴封的损失,取0.82泵的总效率=h v m=0.85*0.95*0.82=0.66轴功率计算泵轴的直径应按照强度(拉、压、弯、扭)和刚度(挠度)及临界转速条件确定。
扭矩是泵最主要的载荷,开始设计时首先按扭矩确定泵轴的最小直径,通常是联轴器处的轴径。
轴功率得,N=9.17kW配套功率N'=KN = 1.2×9.1 = 3.43kW·K是工况变化系数,取1.1~1.2扭矩得M n = 36.22 (Nm)最小轴径得d= 17, 取20mm·[τ]是泵轴材料的许用切应力(单位:),对于普通优质碳钢可取[τ]=,对于合金钢[τ]=计算叶轮主要外形尺寸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。
下图表示的是穿轴和悬臂叶轮几何参数形状和主要参数尺寸参数。
叶轮进口直径因为叶轮分为有轮毂和没有轮毂两种类型,为此引出叶轮进口当量直径。
按以为半径的圆管断面积等于叶轮进口去掉轮毂的有效面积。
K0=3.54, D0=54mm然后计算叶轮进口直径本设计方案中,d h = 0, D0 = 54mm叶片数叶片数一般根据比转速来选取,见下表。
一般为5-7枚。
理论计算可以参考《现代泵技术手册》。
叶片数选取表本设计取Z=6。
出口安放角出口安放角的选取范围一般为15-40度。
理论计算可以参考《现代泵技术手册》。
出口安放角的取值需要综合考虑其他参数,因为各个参数是互相影响的,也需要考虑性能曲线的要求。
下图是不同叶片数和出口安放角组合对关死点影响的经验曲线,可供大家参考!叶轮出口宽度根据统计资料,出口宽度可以根据下式进行初步计算。
第一种经验方法第二种经验方法本设计中b2取7mm。
对于低比速泵考虑到铸造工艺,一般都在计算值上适当加大。
计算叶轮主要外形尺寸叶轮外径D2第一种计算方法:第二种计算方法:根据统计资料,叶轮外径可以根据下面两种计算方法进行初步计算。
叶轮进口直径与外径的比值推荐相似换算这种方法很简单,也很可靠,其作法是选一台与要设计泵相似的泵,对过流部分的全部尺寸进行放大和缩小。
这里仅介绍叶轮部分。
其步骤为:(一)按设计泵的参数计算比转数();(二)选择模型泵,对模型泵的要求是:1模型泵的与设计泵的相等或相近;2模型泵的效率高(高效范围广),抗汽蚀性能好,特性曲线形状符合要求;3模型泵的技术资料齐全可靠;4为了不失去相似性,希望实型和模型雷诺数之比=1.0~1.5的范围内式中—叶轮外径(m);—叶轮出口圆周速度(m/s);—输送液体的运动粘性系数()(三)求尺寸系数由相似定律,假定模型泵和实型泵的容积效率、水力效率相等,则有,or,用上面两式计算的值可能稍有不同,在此情况下可取较大的值或者两者的平均值作为换算用的值。
(四)计算设计泵的尺寸把模型泵过流部分的各种尺寸乘以尺寸系数,则得到设计泵过流部分的相应尺寸。
设计泵的叶片角度应等于模型泵的相应角度,即叶片厚度和某些间隙,有时不能采用相似换算值,课根据具体情况确定。
(五)换算设计泵的性能曲线在模型泵性能曲线上取若干个点,按相似条件换算成设计泵相应点的参数,并绘出相应的性能曲线。
(六)绘制设计泵的图纸按换算得到的尺寸和角度,考虑具体情况对叶片厚度、密封间隙等作适当修改,绘出设计泵的图纸。
叶片剪裁图也可在保证换算得到的主要尺寸下,重新绘制(详见叶片绘型部分)。
相似换算相似设计法应注意的问题效率修正问题通常,在相似设计中认为模型泵和实行泵的效率相等,实际上由于大泵和小泵(相似泵)流道相对粗糙度、相对间隙和叶片相对厚度等不同、大泵的水力效率、容积效率比小泵高,机械效率也稍高些。
所以,当相似泵的尺寸相差较大时,应考虑尺寸效应的修正。
考虑尺寸效应的尺寸系数可按下式计算式中—未考虑尺寸效应的尺寸系数;—实行泵系数;—模型泵系数;式中,——模型和实型叶轮入口直径(cm)也可按下式计算式中Q—泵流量();—泵转速()。
下面列出常用的模型和实型泵效率的换算公式:普费莱德尔公式(水力效率),其中苏尔泰公司公式,相似换算修改模型问题如现有的模型很好,但与设计泵的不同,当相差不多时,可以对模型泵加以修改,从而改变模型泵的性能参数,使模型泵的设计泵的相等。
然后按修改的模型尺寸和性能进行相似的换算。
为此,可按下述两种情况对模型进行修改。
保持不变,改变流道宽度保持和叶片的形状不变,均匀移动前盖板的位置,当流道宽度变化时,假设流量变化后轴面速度保持不变。
因为当宽度增加时,进口直径增加,前盖板流线的进口速度三角形如图所示,进口冲角和相对速度增加,即,。
因为增加,抗汽蚀性能可能有所下降。
假定均匀分布,流量的变化为因为、、不变,而扬程可写为所以扬程保持不变,功率的变化为比转数的变化为,改变出口直径改变后,认为,,则,相似换算关于汽蚀相似两台泵相似,从理论上讲或值相等,由此可求得设计泵的汽蚀余量。
实际上泵要做到进口相似是很困难的。
而且泵进口几何参数对汽蚀的影响十分敏感,所以当尺寸和转速相差较大时,换算汽蚀性能的误差增加。
和越大,泵实际的值比换算值高。
故小泵或转速低的泵换算为转速高的泵,大泵或转速高的泵的实际是抗汽蚀性能比换算的值高。
反之,从大泵或转速高的泵,换算为小泵或转速低的泵,其抗汽蚀性比换算值低,因而是不可靠的。