水泵水力设计_ch3_new

第三章第三章 离心泵的压水室和吸水室离心泵的压水室和吸水室 压水室概述 螺旋形压水室 径向导叶 空间导叶 吸水室概述 半螺旋形吸水室 本章主要内容本章主要内容3-1 压水室概述压水室概述一、定义压水室是指叶轮出口到泵出口法兰的过流部分。对节段式多级泵是从第一级叶轮出口到次级叶轮进口前，对水平中开式水泵则是到过渡流道之前的过流部分。 二、作用和要求1、收集叶轮流出的高速液体，并将液体的大部分动能转换为压能。2、消除速度环量。3、为使叶轮流动稳定，压水室的流动必须是轴对称的 形成轴对称流动三、形式1、螺旋形压水室（蜗壳、螺壳、涡室、涡形体）2、环形压水室3、叶片式压水室（导叶）：径向导叶、流道式导叶、空间导叶（ a） 螺旋形压水室 （ b） 径向式导叶 （ c） 环形压水室3-2 螺旋形压水室螺旋形压水室一、工作原理如果液体从叶轮流出后，进入两个平行的平板之间，当忽略液体的粘性摩擦力时，这种液流不受任何外力作用，应遵从速度矩保持性原理，即因此，液流角 保持不变，即流动迹线为对数螺旋线。实际不采用平板侧壁的方式，而大多采用梯形断面，个别为矩形或圆形。二、涡形体主要结构参数断面 I-VIII： 相隔 45度，第 VIII为螺旋线终点位置隔舌：螺旋线起点位置基圆：隔舌起始点所在的圆周扩散管：第 VIII断面至泵出口部分隔舌起始角 o： 隔舌和第 VIII断面的夹角隔舌螺旋角（隔舌角） o： 隔舌处内壁与圆周方向夹角三、涡形体的设计计算1、计算基圆直径考虑因素：隔舌间隙过小时，难以保证从叶轮流出的液体均匀进入涡形体，振动 隔舌间隙过大时，径向尺寸 ，效率 污水泵取大值 2、涡形体进口宽度 b3由 b2与盖板宽度来定：3、隔舌角4、隔舌起始角低 比转速取小值5、各断面面积6、扩散管当量扩散角 应为 8 127、绘制梯形断面7、绘制梯形断面其中：若给定 ，则：其中：四、涡形体绘制实例3-3 径向导叶径向导叶一、导叶概述导叶 = 若干个小螺旋形压水室螺旋形压水室 = 单个叶片的导叶结构形式：径向导叶、流道式导叶、空间导叶二、径向导叶结构正导叶：螺旋线段 AB： 用来保证液体在压水室内的自由流动扩散段 BC： 用来把大部分动能转换为压力能环形空间（过渡段） CD： 用来变换液流方向反导叶 DE： 用来消除环量，并把液体引入下级叶轮 因此，导叶同时兼有压水室和吸水室的作用。三、径向导叶设计计算过程概述1、计算基圆直径2、计算导叶进口宽度 b3由 b2与盖板宽度来定 ：3、确定螺旋线的角度和线型4、喉部面积 F及叶片数 ZD3与 D2之差最大为 5mm导叶进口安放角 ,螺旋线喉部面积 F=a3b 3， 最好为正方形；叶片数要与叶轮叶片数互为质数5、扩散段当量扩散角为 79度 ,v4=(0.4 0.5)v3 , a4=b4 6、过渡段转变过程的面积逐渐收缩为宜7、反导叶进口 D5， b5, 5参照正导叶确定，出口 D6， h参照叶轮进口确定3-4 空间导叶空间导叶一、应用场合井径受限制的场合（如井泵、潜水泵），以及混流泵深井泵 潜水泵 二、设计过程1、确定主要几何参数：导叶基圆直径 D3， 导叶入口外径 D4， 导叶入口宽度 b3，导叶出口内径 D5， 出口外径 D6， 导叶轴向长度 L， 叶片数 Z（ Z叶轮 1 ）2、定轴面图：参考同类产品，要检查过水断面面积（同叶轮设计过程） 3、分流线：同叶轮设计过程4、定进出口边：考虑叶轮位置确定5、定进出口角：进口安放角： 3= 3+出口安放角： 4=80 956、绘型：扭曲三角形法（与叶轮绘型方法相同）三、设计实例3-5 吸水室概述吸水室概述定义：泵进口法兰到叶轮入口之间的泵体过流部分作用：将液体引入叶轮，同时向叶轮提供所需要的速度要求：沿吸水室所有断面的速度必要尽可能均匀地分布，以保证叶轮内的稳定流动型式：直锥形：主要用于单级单吸泵弯管形：主要用于大型轴流泵、大型离心泵环形： 主要用于节段式多级泵半螺旋形：主要用于双吸泵、水平中开多级泵环形吸水室 直锥形吸水室 双吸泵（水平中开式） 半螺旋形吸水室 一、半螺旋形吸水室的结构型式隔舌一般位于与水平线线 45度位置，隔断水流，即 0断面。可每隔 22.5度分一个断面 ,生成共 0 VIII断面。各断面的 Vm及 Vu分布如下：3-6 半螺旋形吸水室半螺旋形吸水室Vm： 大小基本一样 (均匀 )。在 180360 段，因直接进入，大一些。 Vu：0 ： Vu=0， 受阻0-180 ： 隔舌影响减小， Vu270 ： 液体直入， Vu=0270-360: 反向， Vu为负二、设计方法1、确定吸入口流速2、确定 0 VIII断面的平均流速V=（ 0.7 0.85） Vj (Vj： 叶轮进口流速）3、确定 0 VIII断面的面积认为有 Q/2的流量通过第 VIII断面，其它断面面积与之成比例4、画 0 VIII断面的断面图要求各断面均匀变化（过渡），可先画第 VIII断面5、画平面图6、画第 VIII断面到进口的过渡部分三、设计实例本章复习思考题本章复习思考题1、导叶的作用是什么？径向导叶、空间导叶各有何特点，应用场合如何？设计的关键