哈工大叶片泵课程设计

1、 叶片泵原理与水力设计课程设计单级离心泵叶轮的水力设计 学 院： 能源科学与工程学院 班 级： 1102105 姓 名： 学 号： 指导教师： 闫国军 20 14年 12 月目 录1.课程设计目的12.课程设计任务和要求13.设计计算说明书24参考文献75.附录81. 课程设计目的 离心泵是叶片式流体机械的典型产品，叶轮是其最关键的部件。通过单级离心泵叶轮的水力设计，使学生基本掌握叶片式流体机械叶轮的设计理论、设计方法和国家标准的使用，培养学生能够综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，提高学生训练分析和解决实际问题的能力。为毕业后能够从事叶片式流体机械的产品设计工作奠定良好的基础。2.

2、课程设计任务和要求设计题目：单级离心泵叶轮的水力设计设计参数：q=200 m3/h，H=50 m，n=1450 r/min， (NPSH)r =2.7工作量：1. 设计计算说明书1分 2叶轮木模图1张（A3图纸）3.设计计算说明书已知主要参数q=200=0.056m/s H=50m n=1450r/min (NPSH）r=2.7一.主要参数确定。1.确定泵进出口直径（1）泵进口直径根据流量q=200，查表6.1取流速c=2.83，则D=0.159（m）参考标准取D=160mm（2） 泵出口直径 =（0.7-1.0）*180=112-160mm 取=140mm. （3）进出口速度 c= 4q/D

3、=2.79m/s c=4q/D=3.64m/s 2.空化计算 （1）泵安装高度 介质为常温清水，=0.24 ，取进口管路损失h=0.5m NPSH=1.3*NPSH=3.51 h=-h-NPSH=10.33-0.5-0.24-3.51=6.08 （2）泵空化余量 NPSH=2.7 （3）泵空化比转速 =913.93. 比转速4. 确定泵的效率（1） .水力效率=0.877（2） .容积效率（3） .机械效率圆盘摩擦损失效率假定轴承，填料损失为2%，则机械效率=0.870（4） .泵的总效率=0.7325. 泵轴最小轴径的确定（1） 泵轴功率P=37.49kw（2） 计算配套功率P=KP=44.

4、99kw（3） 泵轴转矩Mn=9.95*1000*=296.31Nm（4） 泵轴最小轴径泵轴材料选45钢，=49MPa，泵轴最小轴径为d=31.2mm 取d=32mm2、 确定叶轮主要直径1. 叶轮进口当量直径D=119.66mm=120mm根据C=913.9 =3.542. 叶轮进口直径单级离心泵，轴向吸入进口，d=0D=120mm3. 叶轮出口宽度 取适当扩宽为0.184. 叶轮外径D=0.3880.398D=390mm3、 确定叶片出口角、叶片角（1） 叶片出口角根据n=66.6，属于较低的比转速叶轮，选取较大的叶片出口角，以减小叶轮外径，从而减小圆盘的摩擦损失，提高效率，选取。（2）

5、叶片数确定取叶片进口边直径D=0.93D=0.93*120=111.6mm=112mm设叶片进口角，则z=6.72取z=7。4、 画轴面投影图1. 根据叶轮的主要尺寸D、D、b，参考相同比转速的叶轮，初步画出叶轮的轴面投影图，见附图1.2. 轴面流到过流面积检查作内切圆，分812点计算轴面流道过流面积，进口部分分点多一些。做出过流面积随内切圆中心位置L的变化曲线，应符合直线变化，附图2。5、 精算叶轮外径按速度系数法初步确定的叶轮主要尺寸。1. 第一次计算（1） 理论扬程H=57.00（2） 无穷叶片数理论扬程按直锥形吸水室，取系数=0.62，则：=1.03按轴面投影图计算静矩，取分点间距20

6、mm=0.02*（32+36+43+51+64+76+89+105+123+146+164+182）/1000=0.022mP=0.2518H=（1+P）H=71.3526（3） 出口圆周速度取=4mm，=90，则排挤系数=0.964=2.745=28.130（4） 叶轮出口直径=0.37072、 第二次计算（1） 叶片出口排挤系=0.9625（2)出口轴面速度=2.898（3） 出口圆周速度=28.227（4） 叶轮外径=372mm， 近似于370mm，不再计算。6、 划分流线及流线分点（1） 按最后设计结果D=370mm修改投影图。（2） 划分流线。划分三条流线，前后盖板为a，c流线，按一

7、元理论划分中间流线。（3） 取相邻两轴面夹角，按作图分点法对a、b、c三条流线进行分点。7、 计算叶片进口角(1) 叶轮进口圆周速度D=7.8cm D=6.3cm D=5.5cm=5.92=4.78=4.17（2） 叶片进口轴面液流过流断面面积=2*3.14*0.06*0.048=0.018=2*3.14*0.068*0.047=0.020=2*3.14*0.075*0.045=0.021（3） 叶片进口液流轴面速度设排挤系数=0.89 =0.86 =0.83=3.64=3.38=3.35（4） 叶片进口液流角=0.615 =31.59=0.787 =35.26=0.801 =38.70（5） 叶片进口角=0.41 =32=0.74 =36=0.30 =39（6) 校核排挤系数=0.896=0.862=0.834计算结果相近，不在计算。8、 绘制流线、在轴面投影图中画轴面截线、叶片加厚，绘制叶片剪裁图。附图4,5.下图为b流线。轴面12345678910111213流面厚度s22.32