离心泵课程设计

1、TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 第一章绪论3泵的用途3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.2泵的分类3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 离心泵主要部件4 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 第二章结构方案的确定5 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 确定泵比转速5 HYPERLINK l bookmark21 o Curr

2、ent Document 2.2确定泵进、出口直径5 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 2.3确定效率和功率以及电动机的选择5 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 2.4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 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 叶轮进口直径D0的确定7 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 确定叶片入口边直径D81 HYPERLINK l bookmark60 o

3、Current Document 3.3确定叶片入口处绝对速度V和入口宽度b811 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 确定叶片入口处圆周速度U18 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 确定叶片数Z9 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 确定叶片入口轴面速度V和入口安放角09mi1 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 确定叶片出口安放角0和叶轮外径D922 HYPERLINK l bookmark82 o

4、 Current Document 3.8确定叶片厚度S9 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 3.9计算排挤系数e193.113.123.13101112 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 3.10确定叶片包角申10确定叶片出口宽度2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叶轮的轴面投影图以TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 第四章压水室的设计12 HYPERLINK l bookmark96 o Cu

5、rrent Document 4.1基圆直径马的确定13 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 压水室的进口宽度13 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 隔舌安放角a313 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 泵舌安放角013 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 断面面积F13 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 当量扩散角14 HYPERLINK l

6、 bookmark108 o Current Document 4.7各断面形状的确定14计算数据汇总16结束语17 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 参考文献18- - -第一章绪论11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。12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

7、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，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520000m3/h，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、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。)0008001000Q(米VRb0O08086图1-1离心泵输送清水的粘度极限13离心泵主要部件!叶轮:将原动机能量传递给液体的零件；一般前盖板、

8、后盖板、叶片轮毂组成；分为闭式、半开式和开式叶轮（很少用）。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、径向导叶、流道式导叶和扭曲叶片式导叶。密封环1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一泵体密封环和叶轮密封环。I轴封机构1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。I轴向力平衡机构1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

9、泵采用平衡盘或平衡鼓。离心泵还有泵轴、中段、轴承体、托架、支架、联轴器等主要零部件a?图1-2离心泵的叶轮- -v- -1- -第二章结构方案确定2.1确定比转数计算泵的比转数化，确定泵的结构方案。公式为s(101)3.65n、；Qn=sH3/4式中Q单吸叶轮泵的流量，m3/sH单级叶轮泵的扬程，m。贝y：365x1450 xj4%oon=s26.734=153.170,4Q兀v$2.2确定泵进、出口直径泵的进出口直径。吸入口直径D由进口流速v（经济流速）决定,S$初选v=1.53m/s514x416一3600D=|3.14x1.53=31.01mm按标准取D=32mms而出口直径D按经验公式

10、D=（0.71.0）D确定。tts对于低压小流量泵，取泵出口直径，则取D=D=32mmts2.3确定效率和功率以及电动机的选择1）估算容积效率:耳=1-v1+0.68n23s1-1+0.68x153.17023=0.952）估算机械效率:1耳二m1+820n2s11+820153.1152二0.973）总效率：耳二0.774）估算水力效率：0.77=0.95x0.97=0.81轴功率:P二込a1000二9.8x103x150 x60=31.818kw1000 x0.77x3600配套电机功率P二KP=1.2x32.592=39.111kwca选用电动机查机械设计课程设计附表9-1,选用Y225

11、M-2型电动机。其参数为同步转数为3000r/min，满载转数为2970r/min,额定功率为45kw。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M=97360Pc97360 x39.111=2626.101kgcm1450泵轴选用35Q275,正火处理，查表错误！未找到引用源。=（400口500）kg/cm2，取工=450kg/cm2错误！未找到引用源。最小轴径：d11281.862=0

12、.2x450=24.24mm2）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V0V二Kv2gH，查泵产品设计规程图1-1-15得K=0.200V0、V）-V=0.2xp2x9.8x26.7=4.575m/s02）求通过叶轮的流量Q0.95x3600-0.12233）求叶轮进口直径D0：4Q:市0:4X0.122：3.1415x4.575=184.226mm3.2确定叶片入口边直径d1D一般按n确定：n=100-200取D=D=184.266mm1ss103.3确定叶片入口处绝对速度V和

13、入口宽度b1取V=V=4.575m/s103.1415x0.184x4.575=46.13mm为提高气蚀性能可适当增大b1,取b1=30mm，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：1.1V兀D1b1V2.54兀DbI兀D2043.1415x0.184x0.0303.1415x0.1842=0.652合适。3.4确定叶片入口处圆周速度u1兀Dnu=11603.1415x0.184x1450,=13.969m/s60- - -3.5确定叶片数ZTOC o 1-5 h z对n=100(60250)Z=6s3.6确定叶片入口轴面速度v和入口安放角0mi1V=eV取8=1.3

14、,贝yV二1.3X4.575二5.948m/sm1111ml设进口无旋，则液流角01为：tan0=解得0=41.11u14.12111取叶片入口安放角为：01423.7确定叶片出口安放角0和叶轮外径D22一般取01640。，高n取小值，低n取大值，通常取02030TOC o 1-5 h z2口ss2U在这里取030，由图1115取K=1.00。 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 2u2uK2gH=1.00XJ2X9.8x26.7=22.876m/s=34.293m/s2u60u兀n60 x22.8763.1415X1450=301.462mm3

15、.8确定叶片厚度s叶片厚度S可按下列经验公式计算：SKD:邑+1=5X0.301X267+1=5mm，材料为铸铁。2z63.9计算排挤系数81叶片圆周厚度5和节距t115=8mm=9mm1sin卩sin421兀D3.1415x184.2661=96.479mmzTOC o 1-5 h zt兀D1*匕;t-5_Sz11兀D-r1sin卩3.1415x0.1841964797883.1415x0.184-000421=13sin42。此处计算的81与假设的81相符，不需要重算。3.10确定叶片包角申对n=60220的泵，一般取申二75150,低n取大值，取申二135ss3.11确定叶片出口宽度b2

16、由图1-1-15取K=0.14，叶轮出口轴面速度为：Vm2=KVm2v2gH=0.14x、：2x9.8x26.7=3.203m/s叶片出口圆周厚度:Ssin卩2=10mmsin30叶轮出口宽度b2：QGd-Z5A22m2(3.1415x0.301-6x0.01)x3.203-40-538mm3.12计算有限叶片时，液体出口绝对速度v2以及v2与u2的夹角:VUm2u2s2tanB23203=22.876-=17.376m/stan30。2申r2*2Zr2r221(0.301丫2x0.96(0.301丫(0.097=0.3347式中：申-(0.550.68)+0.6sinB22（经验系数）取申0

17、.917.3761+0.3347=13.019m/sVatan1m2TOC o 1-5 h z2Vu23.0231=tan-1=1413.019V2+V22u2m213.0192+3.2032=13.407m/s=19.700m/s3.13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

18、，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，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口1.10)D24.1基圆直径d的确定取D=1.08D=1.08x0.226=243.919mm324.2压水室的进口宽度b=b+2S+C=15.061+2x5+10=35.061mm(取C=10mm)324.3隔舌安放角a3叫=a2=14。4.4泵舌安放角e查手册，=254.5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:V=KJ2gH=0.36xy2x9.8x60=12.345m/s3V3V第8

19、断面的面积：F=Q=150=3375.186mm28V12.345x36003其他各断面面积：77F=F二一x0.00337=2953.287mm2788866F=F二一x0.00337=2531.389mm26888F=-F=-x0.00337=2109.491mm2TOC o 1-5 h z588844F=F二一x0.00337=1687.593mm2488833F=F二x0.00337=1265.695mm2388822F=F二一x0.00337=843.797mm22888F=1F=1x0.00337=421.898mm218884.6当量扩散角扩散角错误！未找到引用源。常用范围为0=

20、6口10。，取e=8。错误！未找到引用源。4.7各断面形状的确定确定5角:一般5=15。口30，取5=20求A、B值：人90-5“。90-20“A=tan5”an-=tan20 xtan-=0.25492290+590+20B=A(1-A)cos5+60-兀A2=0.2549(1-0.2549)cos20+x2x3.14x0.25492=0.3031求断面高H及半径R(8个断面分别求)断面1:H=土铲+4BF112B=一35061+.0612+4x03031x421898=10.989mm2x0.3031R=A*H=0.2549x10.989=2.801mmi1断面2：H=_+4琴2=一350

21、61350612+4x03031x碍797=20.451mm2x0.3031R2=A*H=02549x20451=5213mm断面3：H3=一35061350612+4x03031x1265695=28.886mm2x0.3031=A*H=0.2549x28.886=7.363mm3断面4：-b+Jb2+4BFH-33442B-35.061+丫35.0612+4x0.3031x1687.593二=36.571mm2x0.3031R-A*H=0.2549x36.571=9.322mm44断面5：-b+Jb2+4BFH-33452B-35.061+、；35.0612+4x0.3031x2109.4

22、91=43.676mm2x0.3031R-A*H=0.2549x43.676=11.133mm55断面6：-b+Qb2+4BFH-33462B-35.061+J35.0612+4x0.3031x2531.389“=50.314mm2x0.3031R-A*H=0.2549x50.314=12.825mm66断面7：b+Qb2+4BFH-33772B-35.061+J35.0612+4x0.3031x2953.287f二=56.569mm2x0.3031R-A*H=0.2549x56.569=14.419mm77断面8一b+Jb2+4BFH338-82B-35.061+y35.0612+4x0.3

23、031x3375.186“c”=62.936mm2x0.3031R-A*H=0.2549x62.936=16.042mm88叶片计算数据汇总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度叶片包角申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