1、水力設計2.1 設計的數據要求1、流量 2、揚程 3、轉速 4、NPSHR 2.2 葉輪設計步驟 確定泵進出口直徑1、泵進口直徑 取 取 2、泵出口直徑 取 3、泵進口速度 4、泵出口速度 比轉速 估算泵的效率1、水力效率 2、容積效率 3、機械效率只考慮圓盤摩擦損失 取軸承、填料損失為2%,則 4、泵的總效率 確定功率1、泵的軸功率 2、電機功率原動機為電動機，取；傳動方式為直聯傳動，取，選配套軸功率 3、扭矩 4、最小軸徑材料選用45號鋼，取 取 初步計算葉輪主要尺寸 1、進口當量直徑兼顧效率與汽蝕， 2、進口直徑由于采用懸臂式結構，則 3、出口直徑式中 修正系數。查表812， 得，經計算

2、得4、葉輪出口寬度式中 修正系數。查表813，得，經計算得5、葉片出口角選擇（范圍一般是22°30°）應考慮的因素：(1) 低比轉速泵，選擇大的角以增大揚程，減小，從而減小圓盤摩擦損失，提高泵是效率；(2) 增加角，在相同流量下葉輪出口速度增加，壓水室水力損失增加，并在小流量下沖角損失增加，易使特性曲線出現駝峰，因此不宜太大；(3) 大，葉片間相對流動擴散嚴重；(4) 為獲得平坦的功率曲線，使泵在全揚程范圍內運行，可小于10度。取=30° 6、葉片數式中 葉輪葉片中間流線進口直徑。由于該泵為低比轉速泵，所以取較大的值取，經計算得，取 精計算葉輪外徑 第一次1、理論

3、揚程 2、修正系數 取 3、靜矩 4、有限葉片數修正系數 5、無窮葉片數理論揚程 6、葉片出口排擠系數 取, 7、出口軸面速度 8、出口圓周速度9、出口直徑 與假定不符,取進行計算 精算葉輪外徑 第二次 1、葉片出口排擠系數 2、出口軸面速 3、出口圓周速度 假定P不變，即不變4、出口直徑 與假定接近,不再重新計算 葉輪出口速度 1、出口軸面速度 2、出口圓周速度 3、出口圓周分速度4、無窮葉片數出口圓周分速度 軸面投影圖的繪制1、找相近比轉數葉輪的軸面投影圖作為參考，根據前面計算所得到的葉輪基本尺寸，初步作葉輪的軸面投影圖。2、檢查軸面投影圖過流斷面面積變化，在流道內作內切圓，并將圓心連接起

4、來，得到一條曲線，此為流道中線，求出每個圓的軸面液流過流斷面及其面積F，而后作出沿軸面投影圖中線的過流斷面面積變化曲線，我們希望Fl曲線基本上為一條直線，即要求從葉輪進口到出口沿中線l面積F的變化是均勻的，如果該曲線不理想，則應修改軸面投影圖，直到檢查Fl 曲線滿意為止。如下圖所示：3、中間流線的繪制 根據每條相鄰軸面液流流線之間的流量相等的原則，在軸面投影圖上作流線，軸面液流的流線一般需作35條，中低比轉速的葉輪可作三條，高比轉速葉輪可作五條。葉輪前后蓋板是兩條流線，故還需作13中間條流線，本設計是低比轉速葉輪，故只需要再作一條中間流線即可。具體分流線時,可先分進出口,再做修改。畫中間流線時

5、確定中間流線進口分點半徑 出口分點為出口寬度的中點，由此初步確定中間流線，然后再根據同一過水斷面上兩條流線間過水斷面面積相等檢查修正。圖形如下: 4、流線分點分點的實質就是在流面上畫特性線，組成扇形格網。因為流面就是軸面流線繞中心線旋轉一周所得的曲線，一個流面上的全部軸面流線均相同，所以只要分相應的一條軸面流線，就等于在整個流面上繪出了方格網。流線分點的方法很多，有逐點計算法，分點作圖法和圖解積分法。在這次設計過程中，采用分點作圖法。在軸面投影圖旁，畫兩條夾角等于的射線，這兩條射線表示夾角為的兩軸面。一般取 ，本設計中取。從出口開始，沿軸面流線試取長度，若中點半徑對應的兩射線間的弧長與相等，則

6、分點正確，如果不等，另取，直到為止。第一點確定后，用同樣的方法分其余的點。當流線平行軸線時，不變，用相應的截取等長即可。圖形如下：5、修改進口邊的位置原則：(1) 盡量使葉片進口邊和出口邊之間的三條流線長度趨于相等；(2) 進口邊和流線的交角最好為90°，進口邊軸面投影的形狀就鑄造而言，為直線較好；(3) 進口邊應向吸入口方向適當延伸，以提高葉輪的抗汽蝕性能，并使泵性能曲線出現駝峰的可能性減小。圖形如下：6、葉片的繪制(1) 確定葉輪進口圓周速度在軸面投影圖上量的,從而可得： (2) 葉片進口軸面液流過水斷面面積(3)葉片進口角的計算流線假定取與假定值相近。流線假定取與假定值相近。流

7、線假定取與假定值相近。由以上計算得：葉片三條流線的進口安放角分別為： 7、作方格網葉片型線圖并在其上繪制流線因為保角變換方格網法，是基于局部相似，而不是局部相等，所以幾個流面可以用一個平面方格網繪流線，平面方格網方格的大小可任意選取。方格網豎線表示軸面流線相應分點，橫線表示夾角等于所用的的軸面。畫完方格網后，便可在其上繪制流線。通常先畫中間流線，流線進出口在方格網上的位置應與軸面投影流線的分點對應，包角可自行選取，對進出口點做角度等于計算的葉片進出口安放角的直線，然后做光滑曲線與進出口角度線相切。型線應滿足一下三點：(1) 光滑平順；(2) 單向彎曲，不要出現S形狀，以平直稍凸為好；(3) 各

8、型線有一定的對稱性。8、軸面截線在方格網上進行葉片繪型后，根據方格網中點的位置,就可開始作軸面截線圖 如下圖所示：9、葉片加厚軸面截線表示無厚度的葉片，實際葉片是有厚度的，所以必須經行葉片加厚。葉片可以在展開流面上、軸面和平面圖上加厚。本次設計采用在軸面圖上加厚的方法。葉片厚度可按流線長度給定，通常最大厚度在離進口為葉片全長1/31/2處，進出口部分盡量減薄。10、作木模圖從葉輪吸入口方向去看葉輪的轉動方向，葉輪為逆時針轉動，則我們作木模截線時，葉片背面的木模截線畫在左面，而葉片工作面的木模截線畫在右面。流線a的葉片工作面和背面，流線c的葉片背面在平面上的投影畫在右面，作圖方法是用O點為圓心，

9、用a流線處葉片工作面和背面與各軸面交點到軸心線的垂直距離，用c流線處葉片背面與各軸面交點到軸心線的垂直距離，即以這許多距離為半徑，在木模圖上做圓弧與相對應的軸面相交，得到個各交點后，用光滑的曲線連接之，即得到這三條線在平面圖上的投影圖。而后又以A、B、C等木模平板線與葉片背面各軸面截線的焦點到軸心線的垂直距離為半徑，仍以O點為圓心作圓弧再與相應的軸面相交，并以光滑曲線連接之，得到A、B、C等平面與葉片背面的交線在平面圖上的投影線，我們稱此投影線為木模截線。用同樣的方法，作出葉片工作面上a流線和c流線以及葉片背面上的c流線在平面圖上的投影線，以及葉片工作面的木模截線。這樣我們就完成了木模圖的繪制

10、。2.3 壓水室水力設計壓出室的作用和要求：1、壓出室的作用是將葉輪中流出的液體收集起來，并送往壓力管路或下一級葉輪的吸入口。2、將液體送往壓力管路或下一級葉輪的吸入口前，要消除葉輪的旋轉運動，把葉輪的這部分動能盡量轉化成壓能。3、將液體送往壓力管路或下一級葉輪前，要降低液流的速度，以減小壓力管路中的水力損失并且適合下一級的葉輪吸入口要求。4、液流自葉輪中流出時，速度是很大的，所以壓出室中的水力損失很大，它約將占整個水泵水力損失的一半左右，所以壓出室的設計應特別注意，要求盡量減小壓出室本身的水力損失。在設計工況下，液流自葉輪流入壓出室時要求不產生撞擊損失。螺旋形壓出室又叫渦室，是離心泵中用的最

11、廣泛的壓出室之一，本設計使用的也是這種壓出室。 確定渦室的主要技術參數1、基圓直徑應稍大于葉輪外徑，使隔舌和葉輪間有一適當的間隙。該間隙過小，容易因液流阻塞而引起噪聲和振動，還可能在隔舌出發生汽蝕。間隙增大，能減小葉輪外周流動的不均勻性，降低振動和噪聲，并使效率稍有提高。但間隙過大除了增加徑向尺寸外，因間隙處存在旋轉的液流環，消耗一定的能量，泵的效率下降，通常取：2、渦室的進口寬度 通常大于包括前后蓋板的葉輪出口寬度，至少應有一定的間隙，以補償轉子的串動和制造誤差。 3、渦室的隔舌安放角 的大小應保證螺旋部分與擴散管光滑連接，并盡量減小徑向尺寸。查表9-1， 得4、隔舌螺旋角 為了符合流動規律

12、，減小液流的撞擊，隔舌螺旋角應等于葉輪出口稍后的絕對液流角： 確定渦室斷面形狀和斷面面積斷面形狀為任意端面用速度系數法計算第8斷面的面積式中 渦室斷面的平均速度； 泵的單級揚程；速度系數，由手冊圖97查取通過第8斷面的流量和泵流量相差不大，取稍大的渦室面積并無壞處，因而可用泵流量計算第8斷面的面積，即：其他斷面的面積，按渦室各斷面速度相等確定斷面1234567 45901351802252703150.000180.000360.000540.000720.00090.001080.00126 作出口斷面形狀渦室斷面形狀有矩形、梨形、梯形和圓形等。試驗表明：渦室截面形狀對性能影響不大，可根據結構和制造方便來選擇。在此次設計中采用梯形渦室斷面形狀。 擴散管的計算擴散管的作用在于降低速度，轉換為壓力能，同時減小排除管路中的損失。擴散管的進口可以近似認為是渦室的第8斷面，出口