课程设计离心泵水力设计

1、课程设计说明书题目: 离心泵水力设计 院（部）： 机械工程学院 专业班级： 过控08-1班 课程设计任务书 机械工程 院（部） 过程控制 教研室学号 学生姓名专业（班级）题目离心泵水力设计设计技术参数 流量Q：145 /h 扬程H：60 m 转速n: 2900 r/min 效率：78%设计要求 1.用速度系数法和解析计算法进行离心泵水力设计。 2.编写设计计算说明书工作量 1.离心泵结构方案的确定。 2.离心泵水力过流部件（叶轮）主要几何参数的选择和计算。 3.叶轮轴面投影图的绘制工作计划 6月13日到14日查阅相关资料了解设计大致步骤； 6月15日到18日确定叶轮主要几何参数和编写说明书；

2、6月19日绘制叶轮轴面投影图； 6月20日上交说明书并做答辩；参考资料 1.水泵及水泵站习题实验课程设计指导书 2.泵的理论与设计 关醒凡 机械工业出版社 T414/19 3.现代泵技术手册 关醒凡 1959.9 4.离心泵 陈乃祥 吴玉林 TH311/C527 5.离心泵与轴流泵原理及水利设计 丁成伟 T414.2/5 6.叶片泵原理及水利设计 查森 T414.2/7指导教师签字教研室主任签字目 录第一章 绪论31.1 泵的用途31.2 泵的分类31.3 离心泵主要部件4第二章 结构方案的确定52.1 确定泵比转速52.2 确定泵进、出口直径52.3 确定效率和功率以及电动机的选择52.4

3、联轴器处轴径的初步确定及轴的结构设计6第三章 叶轮的水力设计 7 3.1 叶轮进口直径D0的确定 7确定叶片入口边直径8 确定叶片入口处绝对速度和入口宽度8确定叶片入口处圆周速度 8确定叶片数Z 9确定叶片入口轴面速度和入口安放角9确定叶片出口安放角和叶轮外径 9确定叶片厚度9计算排挤系数9确定叶片包角10确定叶片出口宽度 10计算有限叶片时，液体出口绝对速度以及与的夹角11叶轮的轴面投影图以 12第四章 压水室的设计 124.1 基圆直径的确定134.2 压水室的进口宽度134.3 隔舌安放角 134.4 泵舌安放角 134.5 断面面积F 134.6 当量扩散角144.7 各断面形状的确定

4、14计算数据汇总 16结束语 17参考文献 18 第一章 绪论1.1泵用途农业灌溉和排涝，城市给水排水；动力工业中锅炉给水泵、强制循环泵、循环水泵、冷凝泵、灰渣泵、疏水泵、燃油泵等；采矿工业的矿山排水泵、水砂充填泵；石油工业中泥浆泵、注水泵、深井才有泵、输油泵、石油炼制泵等；化学工业中耐腐蚀泵、比例泵、计量泵。1.2泵的分类泵：通常把提升液体、输送液体和使液体增加压力的机器统称为泵。（1）叶片泵：利用叶片和液体相互作用来输送液体，如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等。（2）容积泵：利用工作容积周期性变化来输送液体，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。（3）其它类型泵：只改变液体位能的泵，

5、如水车；或利用流体能量来输送液体的泵，如射流泵、水锤泵等。流量在520000，扬程在82800范围内使用离心泵比较合适。优点：效率高、体积小、重量轻、转速高、流量大、结构简单、性能平稳、容易操作和维修等。缺点：启动前需要灌泵、液体粘度对泵性能有较大影响，如下图1-1所示。 图1-1离心泵输送清水的粘度极限 1.3离心泵主要部件 图1-2 离心泵的叶轮 第二章 结构方案确定 2.1 确定比转数 计算泵的比转数ns，确定泵的结构方案。公式为 (101） 式中 Q单吸叶轮泵的流量，m3/s H单级叶轮泵的扬程，m。 则： =100.224 2.2 确定泵进、出口直径 泵的进出口直径 。吸入口直径Ds

6、由进口流速(经济流速)决定， 初选23.5 m/s 试选 m/s 则 =132.983 mm 按标准取135 mm 而出口直径Dt按经验公式Dt（0.71.0）Ds确定。 对于低压小流量泵，取泵出口直径，则取=135 mm 2.3 确定效率和功率以及电动机的选择 1）估算容积效率： =0.94 2）估算机械效率： =0.93 3) 总效率： 4）估算水力效率： =0.88 轴功率： =31.818 kw 配套电机功率=1.231.818=38.182 kw 选用电动机查机械设计课程设计附表9-1，选用Y225M-2 型电 动机。其参数为同步转数为3000 r/min，满载转数为2970 r/m

7、in, 额定功率为45 kw。 2.4 联轴器处轴径的初步确定及轴的结构设计 1）轴径的确定 泵轴的直径应按其承受的外载荷（拉、压、弯、扭）和刚度及临界转 速条件确定。因为扭矩是泵轴最主要的载荷，所以在开始设计时，可按扭矩确定泵轴的最小直径（通常是联轴器处的轴径）。 扭矩 =1281.862 kgcm泵轴选用35 Q275，正火处理,查表=，取 最小轴径： =24.24 mm 2）轴的结构设计考虑轴上零件的固定和定位，以及装配顺序，选用下图装配方案： 图1-3 轴上零件装备图 第三章 水利设计（速度系数法） 3.1 叶轮进口直径D0的确定 1)求 ,查泵产品设计规程图1-1-15得=0.20

8、m/s 2）求通过叶轮的流量 =0.047 3）求叶轮进口直径 =93.407 mm 3.2确定叶片入口边直径 一般按确定：=100200 取=93.407 mm 3.3确定叶片入口处绝对速度和入口宽度 取=6.859 =23.454 mm 为提高气蚀性能可适当增大，取=30 mm ,经验表明，叶片入口过流断面积和叶轮入口面积之比，在下列范围内较好： =1.012合适。 3.4确定叶片入口处圆周速度 =14.121 m/s 3.5确定叶片数Z 对=100（60250） Z=6 3.6确定叶片入口轴面速度和入口安放角 = 取=1.3 ， 则 m/s 解得32.27取叶片入口安放角为： 3.7确定

9、叶片出口安放角和叶轮外径 一般取 ，高 取小值，低取大值，通常取 在这里取 ，由图1-1-15取=1.00 。 =34.293 m/s =225.851 mm 3.8确定叶片厚度 叶片厚度S可按下列经验公式计算： = 5 mm， 材料为铸铁。 3.9计算排挤系数 叶片圆周厚度和节距 = 9 mm = 48.718 mm = 1.3 此处计算的与假设的相符，不需要重算。 3.10确定叶片包角 对=的泵，一般取 ，低取大值，取 3.11确定叶片出口宽度 由图1-1-15取 ，叶轮出口轴面速度为： =4.801 m/s 叶片出口圆周厚度： =10 mm 叶轮出口宽度： =15.061 mm 3.12

10、计算有限叶片时，液体出口绝对速度以及与的夹 角： =25.977 m/s =0.3596 式中：（）+（经验系数）取 =19.1064 m/s = =19.700 m/s 3.13 叶轮的轴面投影图 图1-4 叶轮轴面投影图简图 第四章 压水室的设计压水室是指叶轮出口到泵出口法兰（对节段式多级泵是到次级叶轮出口前，对水平中开水泵则是到过渡流道之前）的过渡部分。设计压水室的原则：1、水力损失最小，并保证液体在压水室中的流动是轴对称的,以保证叶轮中的流动稳定； 2、在能量转换过程中，轴对称流动不被破坏；3、消除叶轮的出口速度环量，即进入第二级叶轮之前，速度环量等于0。 4、设计工况，流入液体无撞击

11、损失。 5、因流出叶轮的流体速度越大，压出室的损失hf越大，对低ns尤甚，因此对低ns泵，加大过流面积，减小损失hf。 4.1 基圆直径的确定 ，取 =243.919 mm 4.2 压水室的进口宽度 =35.061 mm （取C=10mm） 4.3 隔舌安放角 = 4.4泵舌安放角 查手册，取 4.5 断面面积F 采用速度系数法，查得 ，压水室中液流速度： =12.345 m/s 第8断面的面积：=3375.186 其他各断面面积： =2953.287 =2531.389 =2109.491 =1687.593 =1265.695 =843.797 =421.898 4.6 当量扩散角 扩散角

12、常用范围为，取 4.7各断面形状的确定 确定角： 一般，取求A、B值: 求断面高H及半径R（8个断面分别求） 断面1: =10.989 mm =2.801 mm 断面2： =20.451 mm =5.213 mm 断面3： =28.886 mm =0.254928.886=7.363 mm 断面4： =36.571 mm =9.322 mm 断面5： =43.676 mm =11.133 mm 断面6： =50.314 mm =12.825 mm 断面7： =56.569 mm =14.419 mm 断面8： =62.936 mm =16.042 mm叶片计算数据汇总计算量符号数值单位进口直径

13、93.407mm入口直径93.407mm入口宽度23.454mm叶片数Z6个入口安放角33度出口安放角30度叶轮外径225.851mm叶片厚度S5mm排挤系数1.3度叶片包角135度叶片出口厚度15.061mm结束语 为期一周的课程设计终于结束了，虽然整天很忙碌很疲劳，但感觉收获还是蛮大的。通过这次课程设计，不仅学到了离心泵水利设计的知识，而且还学会了运用各种软件。尤其是后者，通过这几天的学习和使用，我们已经基本掌握了这些软件的使用方法和特点，比如说word和excel，以前只是懂了个皮毛，现在有了更深一步的了解和学会了大部分基本使用方法，我想这些软件的使用技巧，会在我们以后工作中有很大的帮助

14、。特别是Autocad我们又重新熟悉了以前学会的技巧。 以前我们在课堂上只是学到了简单的关于离心泵的理论知识，并没有考略到实际的工作原理和实际的工况。而本次课程设计正是我们理论结合实际的好机会。在课程设计过程中，我能够运用自己掌握的理论知识去分析离心泵的结构和实际工作情况，使理论知识得到充实、印证、巩固和深化。 七天的专注和辛劳，换回了我们对课程设计的重新认识，对离心泵的结构和工作原理的深刻理解，让我们学会了理论与实际结合的目的。通过这次课程设计，我既体会到学习书本知识的重要性，又提高了自己解决实际工程问题的能力，这为后续的学习以及将来的工作奠定了坚实的基础。 在此，我特别感谢来老师的时时刻刻的指导，让我一次次克服困难，还有队友的相互帮助。参考文献 1.水泵及水泵站习题实验课程设计指导书 2.泵的理论与设计 关醒凡 机械工业出版社 T414/19 3.现代泵技术手册 关醒凡 1959.9 4.离心泵 陈乃祥 吴玉林 TH311/C527 5.离心泵与轴流泵原理及水利设计 丁成伟 T414.2/5 6.叶片泵原理及水利设计 查森 T414.2/7学生姓名： 学号： 专业班级： 课程设计题目： 离心泵水力设计 指导教师评语： 在为期一个星期的课程设计中，该同学能在老师的严格要求和小组