离心泵课程设计

1、 TOC o 1-5 h z 第一章绪论3泵的用途3泵的分类3离心泵主要部件4第二章结构方案的确定5确定泵比转速5确定泵进、出口直径5确定效率和功率以及电动机的选择5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叶轮进口直径D0的确定7确定叶片入口边直径D1 8确定叶片入口处绝对速度V1和入口宽度b1 8确定叶片入口处圆周速度u1 8确定叶片数Z 9确定叶片入口轴面速度Vm1 和入口安放角1 9确定叶片出口安放角2和叶轮外径D2 9确定叶片厚度S 9计算排挤系数1 9确定叶片包角10确定叶片出口宽度b2 10计算有限叶片时，液体出口绝对速度v2以及v2与 u2的夹角2 11叶轮

2、的轴面投影图以12第四章 压水室的设计12基圆直径D3的确定13压水室的进口宽度13隔舌安放角3 13泵舌安放角13断面面积F 13当量扩散角14各断面形状的确定14计算数据汇总16结束语17参考文献18- - -第一章 绪论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、（ 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、（ 3）其它类型泵：只改变液体位能的泵，如水车；或利用流体能量来输送3流量在 520000m /h

3、，扬程在82800m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、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- - -1.3 离心泵主要部件图 1-2 离心泵的叶轮叶 轮 : 将原动机能量传递给液体的零件；一般前盖板、后盖板、叶片轮毂组成；分为闭式、半开式和开式叶轮（很少用）。 TOC o 1-5 h z 吸入室 ：使液体以最小损失均匀进入叶轮；锥形、圆环形、半螺旋形吸入式。压出室 ：以最小损失将叶轮中流出的液体收集，均匀的引至吐出口或次级叶轮，顺便将一部分动能变为压能；螺旋形、环形

4、、径向导叶、流道式导叶和扭曲叶片式导叶。密封环 : 为减少高压区液体向低压区流动。泵体和叶轮上分别安装了两个密封环 泵体密封环和叶轮密封环。轴封机构：泵轴伸出泵体处，旋转泵轴和固定泵体之间有轴封机构，减少压力液体流出泵外和防止空气进入泵内；有骨架橡胶密封、填料密封、机械密封和浮动环密封。轴向力平衡机构：作用在转子上的力不平衡产生了轴向力，单级泵用平衡孔或平衡管，多级泵采用平衡盘或平衡鼓。、轴承体、托架、支架、联轴器等主要零部件第二章 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3.65n Q ns3/4(10 1)H式中Q单吸叶轮泵的流量，m3/sH单级叶轮泵的扬

5、程， m。 则：3.65s3426.7=153.1702.2 确定泵进、出口直径4Q泵的进出口直径。吸入口直径Ds由进口流速vs (经济流速)决定， Dsvs初选vs1.53m/s4 416 3600则 Ds3.14 1.53=31.01mm按标准取D s 32 mm而出口直径Dt按经验公式Dt(0.7 1.0) Ds确定。对于低压小流量泵，取泵出口直径，则取DtDs=32 mm2.3 确定效率和功率以及电动机的选择1)估算容积效率：1231 0.68ns2 311 0.68 153.1702 30.952 ）估算机械效率：121 820 ns2s1 820 153.

6、11520.973） 总效率：0.774 ）估算水力效率：h0.770.95 0.97=0.81轴功率：QH100039.8 10 150 60=31.818 kw1000 0.77 3600配套电机功率Pc KPa =1.2 32.592=39.111 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/min,额定功率为45 kw。 错误！未找到引用源。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

7、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 M97360Pc- - -97360 39.111=2626.101kg cm1450泵 轴 选 用 35 Q275， 正 火 处 理 , 查 表 错 误 ！ 未 找 到 引 用源。 = （400 500） kg/ cm2 ，取450kg / cm2错误！未找到引用源。最小轴径：1281.8620.2 450=24.24 mm2）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）叶轮进口直径D0的确定） 求 V0V0KV0 2gH

8、, 查泵产品设计规程图1-1-15 得 KV =0.20V0 0.22 9.8 26.7 4.575 m/s）求通过叶轮的流量QQ Qv1600.95 36000.122 m3/s3 ）求叶轮进口直径D04 0.1223.1415 4.575=184.226 mm确定叶片入口边直径D1D1一般按n s 确定：ns=100-200取 D1=D0=184.266mm确定叶片入口处绝对速度V1和入口宽度b1取 V1 =V0=4.575 m/sb1QD1V10.1223.1415 0.184 4.575=46.13 mm为提高气蚀性能可适当增大b1 ， 取 b1 =30 mm ,经验表明，叶片入口过流

9、断面积和叶轮入口面积之比，在下列范围内较好：1.1D12b12.5D024D1b12 D0=0.652 合适。3.1415 0.184 0.03023.1415 0.184244确定叶片入口处圆周速度u1D1n603.1415 0.184 145060=13.969m/s TOC o 1-5 h z 确定叶片数Z对 ns=100（ 60-250）Z=6确定叶片入口轴面速度Vm1和入口安放角1Vm1 = 1V1取 1 =1.3 ， 则 Vm1 1.3 4.575 5.948m/s设进口无旋，则液流角1为：取叶片入口安放角为：tan 1Vm1u15.94814.121解得 141.11 42 TO

10、C o 1-5 h z 确定叶片出口安放角2和叶轮外径D2一般取 2 1640 ， 高 ns 取小值， 低 ns取大值， 通常取2 2030在这里取2 30 ，由图 1-1-15 取 Ku2 =1.00 。u2 Ku2 2gH =1.002 9.8 26.7=22.876m/s =34.293 m/sn 3.1415 1450D2 60u2=60 22.876 =301.462mm确定叶片厚度S叶片厚度S 可按下列经验公式计算：S KD21 1 = 5 0.301.1=5mm ， 材料为铸铁。2z6计算排挤系数1叶片圆周厚度1 和节距 t1sin 1 sin 42=8mm= 9 mmt1D1=

11、3.1415 184.266 96.479mmt1D11t11 D1 Szsin 196.4793.1415 0.18496479 80.005 696.479 8 3.1415 0.184sin 421.3此处计算的1 与假设的1 相符，不需要重算。3.10 确定叶片包角对 ns=60 220的泵，一般取75150 ，低ns取大值，取1353.11 确定叶片出口宽度b2由图 1-1-15 取 KVm2 0.14 ，叶轮出口轴面速度为：Vm2 KV2gH =0.142 9.8 26.7=3.203m/s叶片出口圆周厚度：2 S =5=10 mmsin 2 sin 30叶轮出口宽度b2：Qb2Q

12、D2 Z 2 Vm20.1223.1415 0.301 6 0.013.203=40.538mm3.12 计 算 有 限 叶 片 时 ， 液 体 出 口 绝 对 速 度 v2以 及 v2与 u2的 夹角：2Vu2u2Vm2tan 2320322.876 3.203 =17.376m/stan302 PZ2 0.301 TOC o 1-5 h z 2 0.92=0.3347260.301 20.09722式中：( 0.55 0.68) +0.6sin 2(经验系数)取0.91P17.376=13.019m/s1 0.33471 Vm22 tanVu2tan13.023=1413.019V2Vu

13、2Vm213.0192 3.2032=13.407m/s=19.700 m/s3.13 叶轮的轴面投影图4.1 基圆直径D3的确定- - -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，流入液体无撞击损失。5、因流出叶轮的流体速度越大，压出室的损失hf 越大，

14、对低ns 尤甚，因此对低 ns 泵，加大过流面积，减小损失hf。D3 (1.03 1.10)D2 ，取 D3 1.08D2=1.08 0.226=243.919 mm4.2 压水室的进口宽度b3 b2 2S C = 15.061 2 5 10=35.061 mm (取 C=10mm ) TOC o 1-5 h z 隔舌安放角33= 2=14泵舌安放角查手册，取25断面面积F采用速度系数法，查得Kv3 0.36 ，压水室中液流速度：V3 KV3 2gH =0.362 9.8 60 =12.345 m/s第 8 断面的面积：F8 Q =150=3375.186 mm28 V3 12.345 360

15、0其他各断面面积： TOC o 1-5 h z 772F7F8=0.00337=2953.287 mm288662F6F8=0.00337=2531.389 mm288552F5F8=0.00337 =2109.491 mm288442F4F8=0.00337=1687.593 mm88332F3F8 =0.00337 =1265.695 mm288222F2F8=0.00337=843.797 mm288112F1F8=0.00337 =421.898 mm2884.6 当量扩散角扩散角 错误！未找到引用源。常用范围为610 ，取 8 错误！未找到引用源。4.7 各断面形状的确定确定 角：一

16、般 1530 ，取 20求A、 B 值 : TOC o 1-5 h z 909020A tan tantan20 tan0.25492290290202B A(1 A)cos2 A2 0.2549(1 0.2549)cos 202 3.14 0.25492 0.3031360360求断面高H 及半径R(8 个断面分别求)断面 1: H1b3b32 4BF12B=10.989 mm35.06135.0612 4 0.3031 421.8982 0.3031R1 A H1=0.2549 10.989=2.801 mm断面2：H 2b3b32 4BF22B=20.451 mm35.06135.061

17、2 4 0.3031 843.7972 0.3031R2=A H2=0.2549 20.451=5.213 mmb3b32 4BF3断面3： H 333332B=28.886 mm35.06135.0612 4 0.3031 1265.6952 0.3031R3 A H 3 =0.2549 28.886=7.363 mm- - -断面 4H4b3b32 4BF42B35.06135.0612 4 0.3031 1687.593=36.571 mm2 0.3031R4 A H4=0.2549 36.571=9.322 mm断面 5H5b3b32 4BF52B35.06135.0612 4 0.3

18、031 2109.491=43.676 mm2 0.3031R5 A H5=0.2549 43.676=11.133 mm断面 6H6b3b32 4BF62B=50.314 mm35.06135.061 0.3031R6 A H6=0.2549 50.314=12.825 mm 4 0.3031 2531.389断面 7H7b3b32 4BF72B=56.569 mm35.06135.0612 4 0.3031 2953.2872 0.3031R7 A H7=0.2549 56.569=14.419 mm断面 8b3b32 4BF8H82B35.06135.0612 4 0.3031 3375

19、.186=62.936 mm2 0.3031R8 A H8=0.2549 62.936=16.042 mm计算量符号数值单位进口直径D093.407mm入口直径D193.407mm入口宽度b123.454mm叶片数Z6个入口安放角133度出口安放角230度叶轮外径D2225.851mm叶片厚度S5mm排挤系数11.3度叶片包角135度叶片出口厚度b215.061mm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。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，