潜水轴流泵设计说明书

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除QZ型潜水轴流泵设计说明书设计参数：流量Q=130m7h扬程H=3。7m转速n=2900r/min概述-2-/23本设“系ooOOOOO轴流泵是一种高比转数的水泵，一般比转数，七5001000.当巴资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除-2-/23大于500时，泵一般设计成轴流式。轴流泵属于低扬程、大流量泵，一般性能范围为:扬程12m；流量0.30。65m7so轴流泵结构简单，重量轻，主要用于扬程低，流量大的场合。中、小型轴流泵的结构油吸入喇叭口、叶轮、导流器、弯管等组成，叶轮一般采用不可调式，这种结构叶轮非常简单。小型

2、轴流泵的驱动电机可与泵连在一起，使用和安装均非常方便，缺点是效率曲线的高效区比较窄,泵比转数越高，高效区越窄。对于大型轴流泵,可将叶轮设计成可调式的，以增加水泵的高效区。在本设计中,设计参数:流量Q=130n?/h,扬程H=3。7m,配套功率P配=2。2KW,属于小型泵，叶轮采用不可调式。比转数3.65nyQ代入参数计算得% =754,故泵的结构为轴流式。作为潜水泵，需要在水下工作，为了安装和检修的方便，把泵和电机设计成一体，用一根轴连接。汽蚀方面，泵在水下工作，一般不会发生汽蚀，可以不作要求。2.叶轮的设计(1)轴流泵的轮毂比以/。轮毂用来固定叶片，在结构和强度上应保证安装叶片要求。减小轮毂

3、比dD,可减少水力摩擦，增加过流面积，有利于抗汽蚀性能的改善.但过分的减少轮毂比，会增加叶片的扭曲，偏离设计工况时，会造成流动紊乱，在叶片进出口形成二次回流，使效率下降，高效范围变窄。轴流泵的轮毂比4/0根据比转数确定：*500550600800dJD0.60.550o50.4根据设计参数计算出的.=754,试取4/0=0。45。(2)轴流泵的叶片数Z轴流泵的叶片数Z可以根据比转数明来选定，一般Z=36,比转数高，叶片负荷轻，叶片数可少一些.比转数%=500600.叶片数取65：比转数%=700900.叶片数取4个。据此，本设计中取叶片数Z=4。(3)叶松外役D资料内容仅供您学习参考，如有不当

4、之处，请联系改正或者删除叶轮的当量直径。的大小决定叶轮前轴而速度40的大小，在转速一定情况下，匕。的大小与叶片前来流速度（相对速度）与圆周之间夹角川。大小有关。为影响着叶片中翼型的安放角瓦，而后.太小叶片排挤系数就小，因此需要控制为角。为控制为角在一定范围，鲁特捏夫建议按叶轮进口出轴面速度乙。计算当量直径。,他建议取轴而速度匕0为：匕“0=（0.060.08）频7计算出轴面速度后可以计算当量直径:皿叫代入数据得：I130=°07x29002=4o7nVsoV3600D（）=14x0.036V 3.14x4.7=0.99m-2-/23因此，叶轮外径D=D=11Omni一（乙/。）2轮毅

5、直径，=x£)=0o45x0.11=50mmD（4）佶案致率参照同类型潜水轴流泵，并根据设计要求，估选效率77=0.75,将该效率分配下去，得:容积效率7=0.98机械效率=。,95叶轮轴面投影及轴面流线资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除水力效率q=0.81此效率只是初步估计，仅用于设计过程中的计算。(5)确定奸寡战而本设计中取5个截而，内外截而分别与轮缘和轮毂留有一定距离，见图一。以方便用样板检查.所取各截面见下表：截面IIIIIIIVV直径(mm)54678093106所取截而见右图。(6)确发柚而速发乙和速发球类的令布规存轴而速度匕=2,代入参数计算，得衿

6、Y)匕“=变至=4.77"s速度环量心=三叱，代入数值，得-(0.112-0.052)则人4- n而小则绕翼型环量:加工=0.927/$假设1x0.8160r=4=0.232/s本设计为小型泵，为提高效率可以选用非等环量分布设计，但可Z能会出现各参数相差较大的情况，无法获得满意的结果,事实证明，采用等环量和等轴面速度设计，各截而计算参数与非等环量情况相差不大，且结果也能令人满意，方法简单。故本设计中采用等环量和等轴而速度设计。(7)速发三角形的计靠叶片进出口速度三角形如右图所示。假设匕“=0,速度三角形各分量计算如下:速度三角形7tDnu=60ru，=，就卬8=)一+(一(匕,|十乙

7、2)/2)2Ac=arcfg-u下而是各截面的速度三角形的计算:截而I叫？3.14x0.054x2900八，6060V )=”一93.14x0.0540927= 5.47人U=-=8.20/H/5-11-/23%=正+(_(%+乙2)/2尸=4.772+(8.2浮了=7.25m/su477&=arctg=arctg-=41.12。截而II_"讨+8.2-22f/=3.14x0.067x2900=10J7/n/56060u =皿 3.14x0.0670927=4 "s=r441%c=J匕7+(“_(%”+匕,2)/2)-=,4.77-+(8.2-)-=9.28w/s4

8、77=arctg-=30.92°8.2上2截而HI6060冠人“3.14x0.08x2900,m=12.14?/s冠入3.14x0.080.927今一z=3.12m/s%=J+(-(%+%"2)2=4.772+(8.2-3.72/I；4774=arcig=arctg-=24.89°一"+'包8.2-截面IVm=3.14x0.093x2900=14J1w/56060疝43.14x0.093空=3/s=J片+(一(匕-+匕2)/2)24.772+(8.2-3.17)2=13.4m/s/rDctiu =60600.9277d)s 3.14x0.11=2

9、.79m/ s%+(一(匕“ +匕2)/2尸= 4772+(8.2 2.79)2=15.45/5=，dg4?0=20.85。8.2-2截面V3.14x0.11x2900，=16.09m/sBe = arcig477=arag-8.2-(8)叶栅冏疆，叫3.14x54截而【f=42.4/7/7?/Z4截而11，=3.14x674=52.6mm珏gTT,用工3.14x80截而IHt=-=62.8Z4珏就43.14x93rc截面If=73Z4对W血3.14x110裁而V/=-=S3.2mmZ4以上为叶轮设计的前期计算，无论采用升力法还是圆弧法设计该泵，均需进行以上部分的计算,以下分别用升力法和圆弧法

10、对叶轮进行设计，升力法设计叶轮升力法设计轴流泵计算表序号计算公式单位计算截面InmIVV1DmOo0540o0670.080.0930.1062u=加7/60m./s8o27.2510.1712.1414.113r,000004出一矽hm2/s0.9270.9270o9270c9270.9275V=40心-力）m/s4.774o774.774.774。776匕2=/（或）m./s5.474.413c723.172.797叫=氏+（-（监+%）/2）2m/s7o259.2811.3113.415.458V“22041。1230o9224.8920o8517o989”冠zmm42。452.662.

11、87383a210z44444116/（选取）0o120.10250o0850c06750a0512翼型49049049049049013A（假定）a1111114/，L10.9750c850c72500615的1.1570.7110.37230o29690.412161c340.92350.6340c45240.58117_5.62夜C3548548548548548181mm46o651.353.452。949a919s=5/r)mm5。595.234o453.282.5206（取定）5.65o24.53c32o521邳4.185o637.107O294.30222=arctg(0,012

12、+0.063/1)oL11.040.980c90.8623bao5o643.84lo0440c1052.3524o46.7634o7625.9321.520.33根据上表中的计算结果，对叶片进行绘型.根据490翼型的结构，按比例计算翼型的尺寸，列入表格，即得翼型的绘型表。绘型表见下一页。绘型表中参数的意义见下图：绘型表中各参数意义资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除绘型计算表计算截面490翼型IIIIIIIVV1(mm)46.551。553.153.050o06nux(mm)5.65o24.53c32.56nux/l(%)12.010.18a46o65.0序号x/1(%)y

13、oyuyo-yuXyeyiXycyiXyeyiX%y«Xyeyi10.002200,001。273lo2730.001.1821.182Oo001.023lo0230.000c7500o7500。000.5680。56S21c253.60。852.750.582.2910。541Oo612o1270o5020o671.8410.4350o661.3500.3190.631.0230。24132.504o60.54.11。162.9270o318lo292o7180.2952。3520o2561.331.7250。188lo251.3070.14245a005。950.155o82.3

14、33。7860.0952o583o5160o0892.673.0430.0772.652.2310。0562.501.6900o04357a507073。494.4550o0003.861.1360o0004。013o5800.0003.982.6250。0003。751.9890o000610.007.707.74.654.9000。0005»154o5500o0005.343。9380.0005.302。8880.0005.002.1880.000715o008.650.28c456.985。5050。1277.735o1110o1188o014。4230.1027。95So24

15、40.0757。502。4570o057820.009.20o48。89,305。8550。25510,305o4360.23610.684.7050.20510o60So4500。15010.002.6140o114930o009.60.958.6513.956.1090.60515。455.6730.56116.024.9090.18615a90So6000.35615。002。7270o2701010-009。050o88c2518.605.7590。50920.605.3480.47321.364o6280.40921.203.3910o30020。002.5710o2271150.0

16、08.550o87c7523。255。4410。50925。755»0520.47326o704O3720.40926.50So2060.30025。002.4290.2271260.007.450.66c8527。904.7410.38230.904»4020o35532o0!3。8100.30731o802.7910.22530.002.1160.1701370.006。050o45.6532.553。8500.25536.053»5750o23637o383o0940o20537o102。2690.15035.00lo7190o1141480o004.40.

17、154c2537。202.8000o09541o202»6000.08942o722o2500.07742.40lo6500.05640。001.2500.0431590.002o502o541c851.5910o00046。35lo4770.00018.06lo2780.00047.700.9380.00045c000o7100.0001695.001.450.05In444.180。9230.03248.930o8570.03050o730.7410.02650.350o5440.01947.500o4120o01417100。00.150。15046。500。0950。0955

18、1。500o0890.08953o400.0770.07753a000o0560.05650。000.0430o043资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除圆弧法设计各参数的计算结果列在表中，具体见下表:圆弧法设冲轴流泵计算表序号常量单位截面IIIIIIIVV1rm0.0270o03350.040.0465Oo0532/（取值）10.9250o850o7750o736110ol429Oo1060.0830.06320.0484%（取值）0o80o80o80o80o85,2m/1ztm0o0420o049Oo0530.0530.0586d=-lImm65。24.43o62.87

19、T.=tn11.0811.1765lo2903lo42868-53mm43o4672o9332o41.8679rk=60gH/nm2/s0.9270o9270o9270.9270o92710m2/s0.2320.2320o2320.2320o23211w=77/30m/s8o2lOo1712o1414o1116.0912匕=匚/2mm/s5.474.413o723.172.7913叱=-/2m/s5o4657.96510.2812.52514o69514L=L237Q/(Z)2dj)m/s4.774o774.774.774o7715180r一316o5271o3250o8233.2229o2第

20、一次逼近计算：第一次逼近计算主要是为了求得Ae,如果。工1。，则说明计算结果理想，不用修正。事实上，本次计算结果除了截面I,均很好的符合了要求，不需要进行修正。序号计算公式单位截面IIIIIIIVV16tan/7x=匕“/吗，0o8730o5990o4640.3810.32517区o41.1230o9224.892008517.9818sin兄0.65760.51380o42090o35600.30871932m70.14350.12830o11600.09240.072720_12z/.=1-；3x-；sin怎32加/0。85650.87170o88900o90760.927321m/s5.

21、5695.4725.3665.2605.14422cVm，ktan4匕lo0190.6870o5220a4200o35023PJ45.5434。4927。5622。7619.2924cos/V0c7000a8240o8870o9220o944251V一叫IVfcosQbm/s7.8079.66611.5913.5815.57265.7317/卬840.5428o0721.617.1714.7227L（T°，/V）1.461.641.821086lo8928”(26)/=(27)O27o7617.12llo879.237o7929肛）,凡O2.800.980o720o540.4830O

22、48o3435o4728o2823.3019.77下而是翼型竹线的几何参数及水力效率的计算:序号计算项目单位截而IIIHIIVV31R=2sin7mm49.792,2143197o3237o432h=/(l-cos/)/2sin/mm4。73o32.52.11.833=2r/Wjla4150.97970o75540.59940o5138342=0.63CVJ0.89110o61720o47590c37760o323735A/?。"；2gm5O255.135.285.135o81365.62夜C3A/户89190788886982637h/l0.1120.0670o0470o0370c

23、03138tanA=0.012+0.02+0.08/0c02380.01950o01740o01620.0154392o1-361.120o9980o9290.88540.w*sin2/L=1-“sin(4+2)0.9670.9650o9620o9580c954-13-/23几何参数的意义x/1 (mm)5/6 max (%)0. 000.01.2524.22.5033.45. 0046.410. 0063. 120. 0086.430. 0093.640. 0098.850. 0098.060. 0089.570. 0076.080. 0056.890. 0031.695. 0017.210

24、0. 001.0叶片绘型根据上表的计算结果，可以得到翼型的竹线。对翼型进行加厚,在本设计中，取最大厚度在0.45/处，并取较小的头部圆角，以获得良好的汽蚀性能和能量性能。加厚规律见右表.绘型表见下页，表中各几何参数的意义见下图。资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除圆弧法叶片绘型表计算截面IIIIIIIVV1(mm)42o049.053o057o058.0Smax(mm)6。05.24.43.62。8序号x/1(mm)6/8max(%)P=49c7P=92.2P=143P=197.3P=237o6X6X6X6X6X610。000.00o000o0000.000o0000o00

25、0c0000o000c0000o000.00021。2524.20。53lo4520.61lo2580。661c0650.710c8710。730c67832.5033a41。052.004lo23lo7371。33la470lo431.2021.450.93545。0046.42.102o7842。452.4132。652。0422。851.6702。901c299610.0063.14o203.7864。903o2815.302o7765.702c2725.801.767720o0086.48o405.1849.804.49310o603c802llo403.110Ua602.419830

26、o0093o612.605.61614.704o86715o904.11817.103c37017.402c621940.0098.816o805.92819a605.13821o204c34722o803c55723。202.7661050.0098a021o005o88024o505o09626-501.31228a503.52829.002c7441160.0089.525o205a37029a404o65431。803c93834o203.22234o802c5061270.0076o029.404a56034.303.95237.103.34439.902.73640.602c128

27、1380o0056a833.603.40839O202.95442.402.49945o602.04546o101.5901490o0031a637.801.89644o10la64347.701.39051.301c13852.200.8851595.0017o239o901.03246.550o89450o350c75754o150.61955o100.48216100a00lo042.000o06049.000a05253o000.04457.000c03658o000.028资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除（9）叶片法型画翼型展开图根据叶片绘型表的数据，将翼型加

28、厚，得到各截面的翼型图。确定叶片旋转轴线位置取距离翼弦进口0.4/处的骨线上的点作为旋转中心水平线。必要时可以适当偏离行线.作叶片轴而投影图做各翼型的水平中心线，将翼型进出口端点到中心水平线的纵坐标方向距离，移到轴面图中心线的两侧，光滑连接各点得到叶片轴而投影的进出口边,进出口边应该为光滑的曲线。作轴而投影和木模截线在轴而投影图中，作一组垂直轴线的木模截而，按各截线间的距离画到各翼型展开图中。同时在各翼型中画出一组竖线,竖线间水平距离等于对应半径截面10°中心角的弧长（三石）夕。将各翼型图中水平线1,2,3与翼型工作面及背面交点，按所在角度位置用插入点法插入到平面图中相应的角度位置，

29、分别光滑地连接，得到工作而的木模截线（实线）和背而木模截线（虚线工设计中要求木模截线光滑有规律变化。详细见叶片木模图，在此不赘述。导叶的设计轴流泵的导叶作用是消除液体环量，转换速度能为压力能。本设计中，采用流线法设计导叶。为了减少水泵的整体长度，本设计采用将导叶与扩散管合为一体的方案，在此我们称之为导流壳，详见零件图的导流壳部分。为减少损失，导流壳的扩散角为610。，本设计因水泵尺寸小，仅取为2。,导叶进口边应该与叶轮出口边平行，本设计尽量以此为原则，略微有些偏离。导叶和叶轮间距离取68加。叶片数取5个。流线法设计导叶的步骤为：绘制导叶的轴而投影图； 分流线导叶有锥度，流而为锥而.根据经验，以

30、圆柱而代替，误差不大.为简便起见，本设计即以圆柱而代替锥而： 计算各流面叶片进出口安放角和由进口速度三角形，尔%='匕,3%3式中，一一导叶进口轴而速度，匕3=-（3-夕3一叶片进口排挤系数，彳=1一部DyTt式中，D.计算流面的进口直径；33-导叶进口圆周方向厚度，S“3=一sin%式中，53计算流而导叶进口的流而厚度；导叶进口安放角：匕,3一一导叶进口处圆周分速度，按乙=匕计算。本设计，先选定外，然后确定出巴。根据确定出的求出，然后与选定值比较，进行校核。叶片出口角明一般取8。90。，本设计中取出=90°。确定叶栅稠密度/本设计参考类似设计取定叶栅稠密度。根据对流道扩散角

31、的校核，满足扩散角为610。的要求。流道扩散角的校核公式：£t-tsina3比.龄廿地4tg-=£流道扩散角°221导叶高度导叶高度e=Isin°：%。2本设计取先确定e,定出/，再校核扩散角。导叶高度e=(0.30.4)。=3344mm，取e=40mm。校核满足扩散角要求。确定导叶计线半径导叶骨线半径R=COS%COS%翼型加厚本设计取翼型0.4/除厚6,以翼型计线上的点为圆心画圆；翼型头部以0.53为半径画圆°最后以相切圆弧连接得到翼型。不同截而5的取值：截面IIIIIINV6/(mm)4«03。53.02o52o0导叶绘型导叶绘

32、型包括画轴面图，翼型展开图和平而展开图。绘图过程再本说明书中从略，详见导叶木模图。和叶轮设计部分一样，各参数的计算也已经列在表中，见下一页的表格，各参数的意义见下图。导叶几何参数的意义导叶设计计算一览表序号计算公式单位截面八八，3041rID0.02700.03350.04000o04650o0532vrgH,vn="-2加14、一m/s5o474o413.723.172o793%（假定）0.850。870.89Oo910o934y*tan%'='乙2八1.0261.2411.442lo6541.8385%o45。7351.1855.2358.8061o466取。3o

33、46o749o453o656o859.47$3（选取）mm444448S一七心sin%mm5o505.274o974.784o659Zd（选取）555510G=吗jmm33o942.150o258o466o611h0o8370.875Oo901Oo9180.93012%（取值）909090909013/=sin(45°+<z3/2)mm4342.642o141o741.514R=£/sin(45。-*mm58.361o467.87378.6至此，导叶设计完毕，以上为水力设计部分，下面转入水泵的结构设计。4.轴流泵的结构设计(1)视述本设计为小型潜水轴流泵，电机为湿式的，且采用通用轴，这样再工艺、装配上都非常简便°泵为上泵式，