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1、離心泵葉輪設(shè)計步驟第一步:根據(jù)設(shè)計參數(shù),計算比轉(zhuǎn)速ns第二步:確定進(jìn)出口直徑第三步:汽蝕計算第四步:確定效率第五步:確定功率第六步:選擇葉片數(shù)和進(jìn)、出口安放角第七步:計算葉輪直徑D2第八步:計算葉片出口寬度b2第九步:精算葉輪外徑D2到滿足要求第十步:繪制模具圖離心泵設(shè)計參數(shù)作為一名設(shè)計人員,在設(shè)計一臺泵之前,需要詳細(xì)了解該泵的性能參數(shù)、使用場合、特殊要求等。下表為本章中葉輪水力設(shè)計教程中使用的一組性能要求。流量Q37單位:m^3/h揚程H60單位:m轉(zhuǎn)速n2900單位:rpm(轉(zhuǎn)/分)效率65設(shè)
2、計工況的效率:%介質(zhì)清水溫度、重度、含雜質(zhì)情況、腐蝕性等裝置汽蝕余量3.3或給定幾何吸入高度,單位:m特性曲線高效率要求平坦、陡降,無過載(全揚程)、高效等確定泵進(jìn)出口直徑右圖為一臺ISO單級單吸懸臂式離心泵的實物圖和裝配圖。對于新入門的學(xué)習(xí)者,請注意泵的進(jìn)出口位置,很多人會混淆。確定泵的進(jìn)口直徑泵吸入口的流速一般取為3m/s左右。從制造方便考慮,大型泵的流速取大些,以減小泵的體積,提高過流能力。而從提高泵的抗汽蝕性能考慮,應(yīng)減小吸入流速;對于高汽蝕性能要求的泵,進(jìn)口流速可以取到1.0-2.2m/
3、s。進(jìn)口直徑計算公式此處下標(biāo)s表示的是suction(吸入)的意思本設(shè)計例題追求高效率,取Vs=2.2m/sDs=77,取整數(shù)80確定泵的出口直徑對于低揚程泵,出口直徑可取與吸入口徑相同。高揚程泵,為減小泵的體積和排出管直徑,可小于吸入口徑。一般的計算公式為:Dd=(0.7-1.0)Ds此處下標(biāo)d表示的是discharge(排出)的意思本設(shè)計例題中,取Dd=0.81Ds=65泵進(jìn)口速度進(jìn)出口直徑都取了標(biāo)準(zhǔn)值,和都有所變化,需要重新計算。Vs=2.05泵出口速度同理,計算出口速度=3.10?詳細(xì)計算
4、可參考江蘇大學(xué)關(guān)醒凡教授編寫的《現(xiàn)代泵技術(shù)手冊》。汽蝕計算泵轉(zhuǎn)速的確定泵的轉(zhuǎn)速越高,泵的體積越小,重量越清。艦艇和軍工裝備用泵一般都為高速泵,其具有轉(zhuǎn)速高、體積小的特點。轉(zhuǎn)速與比轉(zhuǎn)速有關(guān),比轉(zhuǎn)速與效率有關(guān),所以選取轉(zhuǎn)速時需和比轉(zhuǎn)速相結(jié)合。轉(zhuǎn)速增大、過流不見磨損快,易產(chǎn)生振動和噪聲。提高泵的轉(zhuǎn)速受到汽蝕條件的限制。從汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)公式可知,轉(zhuǎn)速n和汽蝕基本參數(shù)和C有確定的關(guān)系。按汽蝕條件確定泵轉(zhuǎn)速的方法,是選擇C值,按給定的裝置汽蝕余量或幾何安裝高度,計算汽蝕條件允許的轉(zhuǎn)速,所采用的轉(zhuǎn)速應(yīng)小于汽蝕條件允
5、許的轉(zhuǎn)速。汽蝕的概念?水力機(jī)械特有的一種現(xiàn)象。當(dāng)流道中局部液流壓力降低到接近某極限值(目前多以液體在該溫度下的汽化壓力作為極限值)時,液流中就開始發(fā)生空(汽)泡,這些充滿著氣體或蒸汽的空泡很快膨脹、擴(kuò)大并隨液流至壓力較高的地方后又迅速凝縮、潰滅。液流中空泡的發(fā)生、擴(kuò)大、漬滅過程涉及許多物理、化學(xué)現(xiàn)象,會有噪音,振動甚至對流道材料產(chǎn)生侵蝕作用(汽蝕)。以上這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為汽蝕現(xiàn)象。汽蝕會導(dǎo)致泵的噪聲與振動,破壞過流部件,加快腐蝕,性能下降等。汽蝕一直是流體機(jī)械研究的熱點和難點。詳情請查看汽蝕基本理論裝
6、置汽蝕余量計算NPSHa(NPSHa)?設(shè)計要求中已經(jīng)給出:3.3m泵的安裝高度=得Hg=6.29m汽蝕余量計算NPSHrNPSHr=NPSHa/1.3=2.54m泵汽蝕轉(zhuǎn)速=822·一般的清水泵C值大致在800~1000左右,符合汽蝕條件。比轉(zhuǎn)速計算比轉(zhuǎn)速(數(shù))是從相似理論中引出來的一個綜合性參數(shù),它說明著流量、揚程、轉(zhuǎn)數(shù)之間的相互關(guān)系。同一臺水泵,在不同的工況下具有不同的比轉(zhuǎn)數(shù)。一般是取最高效率工況時的比轉(zhuǎn)速(數(shù))做為水泵的比轉(zhuǎn)速(數(shù))。第一章第五節(jié)中對比轉(zhuǎn)速做了講解,不再贅述。您可以點擊:比
7、轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速計算公式本教程中設(shè)計實例的計算結(jié)果:ns=49.8計算比轉(zhuǎn)速時,特別需要注意各參數(shù)的單位??!流量Q:m^3/s(雙吸泵取一半)揚程H:m轉(zhuǎn)速n:rpm在=150~250的范圍,泵的效率最好,當(dāng)<60時,泵的效率顯著下降采用單吸葉輪過大時,可考慮改用雙吸,反之采用雙吸過小時,可考慮改用單吸葉輪效率計算泵內(nèi)能量損失泵在把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體能量過程中,伴有各種損失,這些損失用相應(yīng)的效率來表示。為了提高泵的效率,必須分析泵功率的平衡情況,弄清其來龍去脈,為減少損失提高效率指明方向。下面按能量在泵內(nèi)
8、的傳遞過程,逐一介紹泵內(nèi)能量能量的損失。機(jī)械損失△Pm和機(jī)械效率ηm原動機(jī)傳到泵軸上的功率(軸功率P),首先要花費一部分去克服軸承和密封的摩擦損失△Pfd,剩下的用來帶動葉輪旋轉(zhuǎn),但這部分機(jī)械能并沒有全部作用給液體,其中一部分消耗于克服葉輪前后蓋板表面和殼體間液體的摩擦,即為圓盤摩擦損失△Pd。所以:△Pm=△Pfd+△Pd??(稱為輸入水力功率)容積損失△Pv和容積效率ηv輸入水力效率用來對通過葉輪的液體作功,因而葉輪出口處液體的壓力高于進(jìn)口壓力。正是由于這個壓差的存在,會使通過