流体机械毕业设计说明书_is离心泵(编辑修改稿)

流体机械毕业设计说明书_is离心泵(编辑修改稿)内容摘要：

到 后盖板递减。 其原因可做如下解释： ① 用正冲角，能增大叶片进 口角，减少叶片的弯曲，从而增大叶片进口过流面积，减小叶片的排挤， 最终 减小叶片进口的 1V 和 1W。 ② 用正冲角，在设计流量下，液体在叶片进口背面产生脱流。 ③ 用正冲角 ,能改善在大流量的工作条件。 若经常在大流量下运转，应选较大的冲角。 叶片进口边有时和过水断面形成线重合，有时不重合。 进口边与三条流线的交点 a 、 b 、 c 三点的过水断面不同。 （ 3） 叶片进口角的确定 叶片进口角 2 是叶轮主要几何参数，对泵的性能参数、水力效率和特性曲线的形状有重要影响。 常用的范围是 2 18 ~ 40   ，增大 2 角，在相同流向下叶轮出口速度增大，压水室的水力损失增大，并且在非设计流量下冲击损失增大，容易 使 特性曲线出现驼峰。 本次设计取 2  。 计算出口速度 出口圆周速度： 22 3. 14 0. 29 8 14 50 22 .6 2 m /s60 60Dnu     出口轴面 排挤系数： 222022 2c o t 6 4 c o t 2 2 . 51 ( ) 1 1 ( ) 0 . 9 3 3s i n 21 9 8 3 . 1 4 s i n 9 0ZD         出口轴面速度： 2 2 2 2 11 22 m / 8 98 46 4 33m v Qv Db       出口圆周分速度： 2 2 9 .8 2 2 9 .5 3 /2 2 .6 2Tu gHv m su    17 流体机械毕业设计说明书 (IS 离心泵 ) 西华大学毕业设计说明书 无穷叶片出口圆周分速度： 2 2 36 15 .6 m /s22 .62Tu gHv u     叶片进口圆周速度： 11 3 .1 4 0 .0 9 8 1 4 5 0 7 .4 4 ( / )6 0 6 0aa Dnu m s    11 3. 14 0. 08 4 14 50 6. 38 ( / )60 60bb Dnu m s    11 3. 14 0. 06 8 14 50 5. 16 ( / )60 60cc Dnu m s    作叶片进口边并计算叶片进口速度 叶片进口边在平面上的投影在 同 一个轴面上的为好。 但是也可以不在一个轴面投影图 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，从铸造的角度出发，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的长度不能相差太大，否 则容易产生二此回流。 作图时应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。 （ 1） 作叶片进口边并计算叶片进口速度 21 2 2 3 . 1 4 0 . 0 7 1 0 . 0 7 4 0 . 0 3 3 0 1 2A c A AF R b m      21 2 2 3 . 1 4 0 . 0 7 7 0 . 0 7 0 0 . 0 3 3 8 6 6B c B BF R b m      21 2 2 3 . 1 4 0 . 0 8 2 0 . 0 7 2 0 . 0 3 7 0 9 6C c C CF R b m      （ 2） 计算进口角 假设 1   1 11 3. 82 /0. 98 0. 03 3 0. 89mA v A AQv m sF    111 239。 4mAAAvtg u    1 39。 2 7 .1 8 2 7 1 1 39。 A     11 39。 2 7 1 1 39。 1 1 5 39。 2 8 2 6 39。 2 8 . 4 3AA             取 1 1539。    2211111c o t 6 2 . 5 c o t 2 8 . 4 31 1 ( ) 1 1 ( ) 0 . 8 9 5s i n 9 8 3 . 1 4 s i n 7 5AAAAZD          与假定的 1   相符。 18 流体机械毕业设计说明书 (IS 离心泵 ) 西华大学毕业设计说明书 11117 .4 4ta n ta n ta n 2 8 .4 2 0 .6 6 36 .0 7ABABuu     得 01   111 1 7 .4 4ta n ta n ta n 2 8 .4 3 0 .7 8 15 .1 6ACA Cuu     得 01   B流线叶片进口排挤系数： 2211111c o t 6 2 . 5 c o t 3 3 . 5 71 1 ( ) 1 1 ( ) 0 . 8 9 1s i n 1 8 0 3 . 1 4 s i n 8 2BBBBZD          B流线轴面进口速速： 1 11 0 .1 1 1 3 .7 1 ( / )0 .9 8 0 .0 3 3 4 0 .8 9 1mB v B BQv m sF    B流线叶片进口液流角： 111 139。 8mBBBvtg u    1 39。   B流线叶片进口冲角： 1 1 1 39。 3 3 . 5 7 3 0 . 1 8 3 . 3 9B B B           C流线叶片进口排挤系数： 2211111 c o t 6 2 . 5 c o t 3 7 . 9 71 1 ( ) 1 1 ( ) 0 . 8 8 6s i n 6 8 3 . 1 4 s i n 9 0CCCCZD          C流线轴面进口速度 ： 1 11 3. 42 ( / )0. 98 0. 03 71 0. 88 6mC v C CQv m sF    C流线叶片进口液流角： 11139。 0. Cvtg u    1 39。   C流线叶片进口冲角： 1 1 1 39。 3 7 . 9 7 3 3 . 5 4 4 . 4 3C C C           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 是叶轮流 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，则应选择较大正冲角。 19 流体机械毕业设计说明书 (IS 离心泵 ) 西华大学毕业设计说明书 叶片 绘型 所谓叶片绘型就是画叶片。 为此，应当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。 在本次设计中，采用保角变换法进行叶片绘型。 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 面上构成小扇形格网，并且令小扇形的轴面长度 S ，和圆周方向上的长度 u 相等。 当所分的这些小扇形足够小时， 则 可以把流面上的曲面扇形，近似看作是小平面正方形。 流面上的小扇形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，而不追求相同。 可以设想把流面展开成圆柱 面，然后把圆柱面沿母线切开，展开成平面。 由此可见，空间流线穿过流面上小扇形，将扇形两边分别切成两段，相应的流线在平面方格网上，把正方形两边分别切成成比例的两段，由相似的关系，则对应的角度相等，即保持角度不变，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 于 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，组成扇形格网。 因为流面可以用轴面图和平面图表示，因此，分点在轴面图上沿以条流线（相当于一个流面）进行。 流面就是轴对称 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 式中 ：  —— 任取的两轴面间的夹角，一般取 3 ~5    ，取的角度越小，分的点就越多； r —— 流面上的扇形中心（轴面流线两分点中间 ）的半径。 分点的方法是叶轮出口，沿轴面流线任意取，量出 s 段中点的半径 r ，按照ru  2360 计算 u。 如果算得的等于预先取的，则分点是正确的。 若 u 不等于 20 流体机械毕业设计说明书 (IS 离心泵 ) 西华大学毕业设计说明书 s ，重新取 s ，再算 u 直到两者相等。 继而 ，从分得的点起 ，再 分第 2,3,4……点， 这种方法的缺点是容易产生积累误差。 b)作图分点法： 在轴面投影图旁，画两条夹角等于  的射线。 这两条射线表示夹角为  的两个轴面。 与逐点计算分点法相同，一般取 3 ~5   。 从出口开始，先试取 s ，若 s 的中点与半径对应的两条射线间的弧长 u ，与试取的 s 相等，则分点是正确的，如果不是相等的，就逐 次 逼近，直到 s = u 为止。 第 1 点确定以后，用 同样的方法分第 4…… 点。 当流线平行轴线时， u 不变，用对应的 s 截取流线即可， 各流线用相同的  分点。 ② 画展开流面（平面方格网） 在其上绘制流线，因为保角变化法绘型时基于局部相似，而不追求局部相等，所以几个流面可以用一个平面方格网代替。 方格网的大小任意选取，横线表示轴面流线的相应分点，竖线表示夹角为对应分点所用  的轴面，画出方格网并把特征线进行编号。 而后在其上绘制流线，通常先画中间流线。 流线在方格网上的位置应该与相应轴面流线分点序号相对应。 进出口角度应与预先确定好的值相符，包角大小可以灵活掌握。 型线的形状极为重要，不理想时，应该坚决修 改。 必要时，可以改变叶片进口边的位置，包角的大小等。 进口边在方格网中位于同一竖线上，进口边的三点位于同一条 0竖线上，表示进口边位于同一轴面上，一般离心泵进出口边都位于同一轴面上。 离心泵绘型的流 线不理想时，进出口边均可不位于同一轴面上，如何 布置 ，主要 由方格网上流线的形状和下步所述的轴面截线形状的好坏来决定， 如图 26所示。 图 26 流线分点 21 流体机械毕业设计说明书 (IS 离心泵 ) 西华大学毕业设计说明书 ③ 画轴面截线 在方格网中画出的三条流线，就是叶片的三条型线。 用轴面（相当于方格网中的竖线）去截这三条流线，相当于用轴面去截叶片，所 截三点的连线，时一条轴面截线，把方格网中的每隔一定的角度的竖线和三条流线的交点，对应于编号 4…… 的位置，用插入法分别 插 到轴面投影图相应的三条流线上，把所得 的 点连成光滑 的 曲 线，就得到叶片的轴面截线。 轴面截线应该光滑，按照一定的规律变化， 轴面截线和流线的夹角  最好接近 90 ，一 般 不要小于 60。  角太小，盖 板和叶片的真实夹角  过小，就会带来铸造困难、排挤严重和过水断面形状不良 （湿周增长）等缺点。  角可按照公式 cot cot cos   进行计算。 ④ 叶片加厚 方格网保角变换绘型，一般在轴面投影图上按照轴面截线所得 的 轴面截线为骨线向两边加厚，或认为 是 工作面向背面加厚。 沿轴面流线方向的轴面厚度 mS 按照下式计算： 221 ta n c o tc o sm SS       图 27 流面展开方格网和叶片厚度变化规律 绘制叶片木模图 绘制步骤： 22 流体机械毕业设计说明书 (IS 离心泵 ) 西华大学毕业设计说明书 （ 1） 在叶片的轴面裁剪图上，做垂直于叶轮的垂线 11， 22…… 这些垂线实际上就是一些垂直于叶轮轴心线的平面，通常称为割面或者等高面。 它们于叶片的交线就是叶片的木模截面。 如果从叶轮入口方向看，叶轮为逆时针方向旋转。 我们就把叶片工作面。