流体机械毕业设计说明书-(编辑修改稿)

流体机械毕业设计说明书-(编辑修改稿)内容摘要：

的平行线 2 30hdDE mm。 （ 2）做轴心线 0— 0的垂线 0B，使 1 22 103OB D mm。 （ 3）参照比转速相近的水力模型，以适当的半径 r 做圆弧 ,分别与 DE 和 OB相切，即得叶轮后盖板的初步轮廓线。 （ 4）过 B 点做轴心线 0— 0的平行线，并使 FB=2b。 （ 5） 做轴心线 0— 0的平行线 GH，使 GH距轴心线的距离为 02D。 （ 6） 以 JK 线上相应点为圆心，以 12b 为半径作圆，使之与叶轮后盖板轮廓线相切。 （ 7） 参考相似的水力模型做叶片的轴面投影图。 22 Dn /60u m s2 2 2 2Q /2 6 /D b km vv m sTu22HgV 3 /u msTu22HgV 25 .88 /u ms  西华大学毕业设计说明书 流体机械毕业设计说明书 14 图 初步绘制叶轮轴面投影图 轴面投影图的检查 轴面投影图画出之后，必须检查流道面积是否合理化。 如果流道面积无规律变化，则要产生局部旋涡，增大损失。 检查步骤如下： (1)在轴面投影图流道内做 8～ 10 个内切圆。 内切圆个数越多，检查的精确度越高。 将这些内切圆圆心用光滑曲线连接起来，便是叶轮流道中心线。 (2)连 接相应的圆心与前后盖板的切点，如图 中三角形 AOB，将三角形中垂线 OC 三等分。 F 点即为三角形的重心，分别过 A， B 点做 AO， BO 垂线，交于 D点，以 D 点为圆心， DA 长为半径画弧，弧 AB 即为轴面液流过水断面形成线，可以近似认为弧 AB的形心与三角形 AOB 重心重合。 设弧长 AB 为 ib ，弧 AB绕叶轮轴心线一周所得轴面液流过水断面面积可用 ib 和他的行心到叶轮轴心线距离 ir 与 2 的乘积来表示。 即： )(3232 OAABOBOAABFi  (3)依次量出各计算点过水断面形成线与流道中线交点 iF 到叶轮进口中 点的曲线距离 321 , LLL 、 n L。 并分别按上述方法计算出 iii brF 2。 、 (4)如果比转数比较小，则在流道中线上取 1l 、 2l …… nl ,各相应点的内切圆半径 39。 0r 、 39。 1r 、 39。 2r …… 39。 nr ，内切圆圆心距轴心线的距离为 0r 、 1r 、 2r …… nr ，按 39。 4ri i iFr计算 各相应点的过流 面积。 西华大学毕业设计说明书 流体机械毕业设计说明书 15 表 轴面流道面积检查计算表 数据 Rc 形成线 b 面积 F 流道中线 Li 进口 41 22 1 2 20 3 18 4 16 5 15 6 14 出口 103 13 (4)作出 F— L 曲线 图 叶轮过流面积检查 FL曲线 作中间流线 图 叶轮过流面积检查 FL 曲线 一元理论假设流动是轴对称的，即每个轴面上的流动是相同的。 在同一过流断面上轴面速度相等，做流线就是将每一过流断分成几个面积相等的单元面积。 反映在轴面投影图上就是这些流线将过流断面形成线分成若干 小段，而每段长度和其形心到叶轮轴心线距离与 2 的乘积相等。 西华大学毕业设计说明书 流体机械毕业设计说明书 16 图 初步划分中间流线图 三 条流线将过流断面形成线分成两部分 1b ， 2b ，而 1b ， 2b 形心到轴心线距离分别为 1bR ， 2bR。 得： 2211 22 bRbR bb   或 2211 bRbR bb  作中间流线时可以随手勾画出流线的形状，然后进行验算。 在同一过流断面上分成的每一单元过流断面面积都相等。 否则，重新修改流线形状，直到面积相等为止。 当过流断面形成线被分成几部分后，这些小段曲线与直线相近，检查时可以近似的取每一小段弧线的中心点作为该小段的形心。 在作中间流线过程中，要想在同一过流断面上分成几个绝对相等的面积是可能的，但是这样工作量太大，因此在作中间流线过程中，允 许在同一过流断面上分成若干个有一定误差的断面。 一般允许误差不得超过在同一过流断面上各小段面积的平均值的 3%。 进口边流线 ,适当延长之后使之与轴线平行。 按每个圆环面积相等确定分点。 本次设计分成 2个小流道，则进口分点半径为： n=2 i 0 1 2 )(mmRi 30 52 最后根据计算数据得 表 划分中间流线面积检查计算表 hh Rn RRiRi  )(202 西华大学毕业设计说明书 流体机械毕业设计说明书 17 过流断面 Ri（ mm） Bi（ mm） Fi（ mm2） 误差 1 1 % 2 2 1 % 2 3 1 % 2 4 1 % 2 5 1 % 2 6 1 % 2 7 1 % 2 8 1 % 2 图 确定中间流线后的流道图 计算出口速度 出口圆周速度： 西华大学毕业设计说明书 流体机械毕业设计说明书 18 22 3. 14 0. 20 6 29 50 31 .8 /60 60Dnu m s    出口轴面排挤系数： 22222 6 4 2 81 1 ( ) 1 1 ( ) 0 . 9 2s i n 3 . 1 4 2 0 6 s i n 9 0Z c tg c tgk D        出口轴面速度： 2 2 2 2/ 2 22 2 6 / 06 4 13 2 7m vQv m sD b k      出口圆周分速度： 2 2 17 .43 /Tu Hgv m su 无穷叶片出口圆周分速度： 2 2 25 .88 /Tu Hgv m su   作叶片进口边计算并计算叶片进口速度 叶片进口边在平面上的投影在一个轴面上的为好。 但是也可以 不在一个轴面上，在叶轮的轴面投影上作叶片的进口边，应尽量使叶片进口边之间的几条流线趋于相等。 进口边和流线夹角最好是直角。 叶片进口边轴面投影的形状，从铸造角度出发，最好为一直线或是有一曲率的圆弧。 叶片进口边向吸入口方向适当延伸，以提高叶轮的抗汽蚀性能，并能使泵性能曲线上出现驼峰的可能性减小。 并要求所做的进口边应使前后盖板流线长度不能相差太大，否则易产生二次回流。 作图时应该考虑以上的综合因素，并参照比转速相近的模型，作出出口边。 计算叶片进口速度 步骤和计算过程 如下： (1)作叶片进口边 (2)计算各流线的进口速 度 11 0 .1 0 6 2 9 5 0 3 .1 4 1 6 .3 6 /6 0 6 0AA Dnu m s    11 0 .0 9 1 9 8 2 9 5 0 3 .1 4 1 4 .2 0 /6 0 6 0BB Dnu m s    11 0. 07 82 29 50 3. 14 12 .0 7 /60 60CC Dnu m s    西华大学毕业设计说明书 流体机械毕业设计说明书 19 A流线： 1 2 2 3 . 1 4 0 . 0 4 2 1 9 0 . 0 2 2 3 0 . 0 0 5 9 1A A AFR      ㎡ B流线： 1 2 2 3 . 1 4 0 . 0 4 5 0 2 0 . 0 2 2 0 . 0 0 6 2 2B B BFR      ㎡ C流线： 1 2 2 3 . 1 4 0 . 0 4 7 6 3 0 . 0 2 1 5 8 0 . 0 0 6 4 5C C CFR      ㎡ （ 3） 计算 各流线的相关参数 A流线各相关参数 先取 1  1 1 1 1 7 . 4 5 . 6 2 3A A A           21111121 1 ( )sin6 106 1 ( )si n 60AAAAZ c tgkDc tg     B流线各相关参数 先取 1B  1 B 1 B 1 B 1 9 . 4 6 . 6 2 6           1 11/ 2 0. 02 2 4. 73 /0. 97 0. 00 59 1 0. 82mA v A AQv m sFk  11114 .7 3 0 .3 11 6 .3 6 1 .2 8mAAA u Avtg uv    1B 1 B 1 B/ 2 0 .0 2 2 4 .4 9 /0 .9 7 0 .0 0 6 2 2 0 .8 2m vQv m sFk  1B1B1 B 1 B uvtg uv     西华大学毕业设计说明书 流体机械毕业设计说明书 20 21 1 B1B1 B 1 B21 1 ( )si n6 3. 51 0. 82263. 14 91 .9 8 1 ( )si n 65Z c tgkDc tg     C流线各相关参数 先取 1  1 C 1 C 1 C 2 2 . 8 7 . 2 3 0           21C11C1 C 1 C21 1 ( )si n6 3. 51 0. 82303. 14 78 .2 1 ( )si n 7 0c tgZkDc tg     一般来说，  应该采用正冲角，能够减小排挤，增大过流能力，减小叶片弯曲，增加叶片进口过流面积，且采用正冲角，在设计流量下，液体在叶片进口背面产生脱流。 因为背面是叶道的低压侧，在这里形成的旋涡不容易向高压侧扩散，因而旋涡是稳定的、局部的，对汽蚀影响较小。 采用正冲角，还能改善在大流量下的工作条件，即泵在大流量下运转，则应选较大正冲角。 叶片绘型 所谓叶片绘型就是画叶片，为此，应该在几个流面上画出流线（叶片骨线）。 然后按一定规律把这些流线串起来，变成了无厚度的叶片。 画叶片有两种方法，作图法和解 析法。 流面是一个空间曲面，直接在流面上画流线，不容易表示流线形状和角度的变化规律。 因此，要设法把流面展开成平面，在展开的平面上画流线，然后，在展开图上画出流线，按预先作好的记号，返回到相应的流面上。 通常这种作图，是借助特征线利用插入法进行的。 下面介绍保角变换法绘型原理步骤。 1 11/ 2 22 3 / 7 06 45 2mc v c cQv m sFk  1C1C1 C 1 C 3 uvtg uv     西华大学毕业设计说明书 流体机械毕业设计说明书 21 绘型原理：在一流面上，其上有一条流线。 用一组夹角为  的轴面和一组垂直轴线的平面去截流面，使之在流面上构成小扇行格网，并且令小扇行的的轴面流线长度 s ，和圆周方向上的长度 u 相等，即 s = u。 当所分的这些小扇行足够小时，则可以把流面上的曲面扇行，近似看作是平面小正方形。 流面上的小扇行从进口到出口逐渐增大。 所谓保角变换，顾名思义，就是保证空间流面上流线与圆周方向的角度不变的变换。 在平面上的展开流线只要求其与圆周方向上的夹角和空间流线的角度对应相等。 展开流线的长度和形状则于实际流线可能不相同。 因此只在相似，而不追求相等，可以设想把 流面展成圆柱面，然后把圆柱面沿母线切开，展成平面。 由此可见，空间流线穿过流面上小扇行，将扇行两边分别切成两段，相应的流线在平面方格网上，把正方形两边分别切成正比例的两段，由相似的关系，则对应的角度相等，即保持角度不变。 设计叶片和上述相反，是把在平面展开图上绘制的流线，利用特征线，保持角度不变，变换到（平面和轴面投影）上。 因为所有绘制扭曲叶片的方法，均适宜绘制圆柱叶片，故以扭曲叶片为例进行叙述。 （ 1）沿轴面流线分点 分点的实质就是在流面上画特征线，组成扇行格网。 因为流面可以用轴面图和平面图表示，因此，分点 在轴面图上沿一条流线（相当于一个流面）进行。 流面是轴对称的，一个流面的全部轴面流线均相同，所以只要分相应的一条轴面流线，就等于在整个流面上绘出了方格网。 流线分点的方法很多，现在介绍两种： a).逐点计算法： ru  2360。