混流式水泵设计

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1、2 叶轮的水力设计 42. 1 泵的主 要设计 参数和 结构方案的确定42. 2 叶轮主要参数的选择和计算 52. 3 叶轮的绘型 92. 4 作叶轮进出口速度三角形 232.1.2确定泵的总体结构形式和泵的进出口直径首先大致选择泵的结构形式和原动机的类型，进而进行下面的计算，经比较分析后做 最后的确定。(1) 泵吸入口径D = 200 mm。泵排出口径D = 150 mm 。t2.1.3计算比转数n $ ,确定泵的水力方案比转数的公式为：3.65 n ： QH 343-20 4186.5在确定比转数时应考虑下列因素：、在n =150250的范围，泵的效率最高，当n w。这样，从减小进口相对撞

2、12击损失的流道中的扩散损失考虑，都希望减小w，若假定w最小，可推出计算叶轮进口11 直径的公式。进口当量直径： Dek04.5=0.1 9 0 m,圆整取 190mm式中：k根据统计资料，对此泵选取为k =4.5提高泵的抗汽蚀性能考虑效率和汽00 进一步增加 k ,可以改善大流量下的工作条件 0 蚀， k 的选用范围是：0主要考虑效率k =3.54.00兼顾效率和汽蚀 k =4.05.00主要考虑汽蚀 k =5.05.50轮毂直径： d = 0h所以叶轮进口直径：D = D2 + d2 = 190 mm、j e h这里取 D = 190 mmj2.2.2 叶轮出口直径 D 的初步计算2叶轮外

3、径D和叶片出口角卩等出口几何参数，是影响泵的扬程的最重要的因素。另22外，影响泵扬程的有限叶片数修正系数也与D和卩及叶片数等参数有关。可见影响泵的22 扬程的几个参数之间互为影响。因此，必须在假定某些参数为定值的条件下，求解叶轮外 径D。2因为压水室的水力损失和叶轮出口的绝对速度的平方成正比。为了减少压水室的水力 损失，应当减小叶轮出口的绝对速度，因此，我们把在满足设计参数下使叶轮出口绝对速 度最小作为确定D的出发点。由叶轮出口速2度三角形叶轮出口轴面速度和圆周分速度V均与叶轮外径有关，现将v表示为D （ u）的 u 2222函数，由基本方程式gHu2u 耳2h推出 D 的计算公式并计算出具体

4、的数值为：2n 11k = 9.35(厂 2 = 9.35 x (186 / 100) 2 = 6.88D 2 100=kD26.88x 単 / 360= 0.292 m1450取 D = 0.2 9 2 m 。22.2.3 叶轮出口宽度 b 的计算与选择0.6 4 x (1 86 / 100)5/6 = 0.9 82 n /k = 0.6 4( s )56b2 10 0kb20.9 8 x：4 0 0 / 3 60014500.0 4 2由于制造关系，这里取 b = 4 2 m m22.2.4 叶片数的选择 叶片数对泵的扬程、效率、汽蚀性能都有一定的影响。选择叶片数时，一方面考虑尽 量减少叶

5、片的排挤和表面的摩擦；另一方面又要使叶轮流道有足够的长度，以保证液流的 稳定性和叶片对液体的充分作用。叶片数按比转数选择（表 2.2）取 Z = 6 。表 2.2ns30 4545 6060 120120300Z8107867462.2.5 泵效率的选择与计算先分别计算或估算水力效率耳，机械效率耳，容积效率耳，最后计算总效率耳。hmv（1）容积效率:叶轮前后盖板外侧与腔内侧形成了两个充满液体的空腔，称为泵腔 。叶轮前盖板处 的间隙使前泵腔与叶轮进口相通，前泵腔的另一端与叶轮出口相通。在压力差的作用下， 有一部分水流流出叶轮后，又经过前泵腔和叶轮进口间隙返回叶轮入口，这部分水从叶轮 中获得的能量

6、在流动过程中全部不可逆的转化为热能，形成一种能量损失。在后泵腔轮毂 处，因为设有各种形式的密封装置，这一典型的流动可以忽略不计。因而叶轮进口密封间 隙处的这一泄漏量 q 代表了离心泵中典型的主要的容积损失。容积效率可以采用下面的一些经验公式计算：1 + 0.68 n -2/300s2）机械效率 :0.07 x 100 7 66X100%=97%3）水力效率：由于知道总效率n =81%，又耳=耳耳耳可以计算出耳=87%v m h h2.2.6精算叶轮外径d2叶轮外径D是叶轮最重要的尺寸，故需要精确计算。以基本方程式精确计算，从理2论上讲是比较严格的，但其中的水力效率，有限叶片修正系数，也只能用经

7、验公式计算。uv实践证明，精确计算的数值是基本可靠的。由基本方程式：由出口速度三角形所以整理后得：V=u m 22 tg 02v: vu =m2 + ( m2 )2 + gH22 tg卩2 tg卩氏2 2由u可以求得260 uc2n兀离心泵一般是选择适当的卩角精算D。22（1）查相应资料，叶片出口安放角卩一般在16。40。的范围内，通常选用20。30。2对高比转数泵， 0 可以取小些，低比转数泵可以取大一些。本次设计取0 =25 。 22（2）求叶片出口排挤系数，需要确定叶片厚度5，轴面截线与轴面流线的夹角取2九=90。2 按照初定尺寸画出轴面投影后计算：叶片出口排挤系数：9 = 1 2理论扬

8、程：Z 5TD兀2ctg卩sin九)26 x 4.5292 x 3.14Y1 + (ctg 20sin 90 00.91H20H 一 22.99 mT耳0.872屮=(0.65 0.85)(1 + 卩 / 60) = 0.85 x (1 + 罕=1.132 60出口轴面速度：Q400 / 3600v=3.24m /sm2耳 D b 兀90.98x 0.292 x0.042 x3.14 x 0.91v 2 22出口圆周速度：vv1u 2+i()2 +(gH + 卩 V )22 Q tg 卩12Q tg 卩Qt1 u 12 2u =3.24+ ：(324)2 + -1 X 9.8 x 2.3 =2

9、2.87m/s22 x 0.82 x tg 20 02 x 0.82 x tg 25 00.82出口直径：60 x 2 2.8 7=0.3 0 1 m1 4 5 0 x 3.1 4取 D =0.301m2第二次精算D2叶片排挤系数9 = 1 -2出口轴面速度：ctg卩sin九2)26 x 4.5301 x 3.14ctg 20 0sin 90 00.92vm2400 / 36000.98 x 0.301 x 0.042 x3.14 x 0.92= 3.10m /s出口圆周速度：v m22 Q tg 卩2+v m22Q tg 卩21)2 +(gH3.10u 22x0.82 xtg2000.2 9

10、 8 m+ ：(丄10 )2 + x 9.8 x 23 22.58m/s2tg 20 00.82出口直径：6 0 x 2 2.5 81 4 5 0 x 3.1 4可见求得的值和初定的值相差很少，不超过2%,说明D = 0.298 m是精确的值。2取 D = 300 m m 。22.3 叶轮的绘型叶轮是影响离心泵性能的主要零件。因此，准确的绘型是保证叶片形状的必要前提。叶轮全部几何参数确定后，应当根据这些确定的尺寸完成叶片绘型，为此应首先绘制叶轮 轴面投影图。画图时，最好选择 n 相近，性能良好的叶轮图作为参考。考虑泵的设计的具体情况 s 加以改进。轴面投影图的形状，十分关键，应经过反复修改，力

11、求光滑顺畅。同时，应考 虑到：(1)前后盖板出口保持一段平行或对称变化；(2)流道弯曲不应过急，在轴向结构允 许的情况下，以采取较大的曲率半径为宜。设计时参考性能较好的相同比转数叶轮轴面投 影图形状来绘制。2.3.1 叶轮轴面投影图的绘制轴面投影图绘制的已知控制尺寸只有四个：叶轮半径 R ，叶轮进口直径以及叶轮出2 口宽度和轮毂直径，所绘轴面投影图应当满足这四个已知尺寸。绘制低比转数叶轮轴面投 影图时，应注意以下问题：轴面图上，前后盖板内表面的投影在叶轮出口部分，在低比转数叶轮中都是直线。为 提高叶轮水力效率和保证圆柱形叶片进口冲角不至太大，这两条直线应对称布置。叶轮流道宽畅一些，有利于减少叶

12、轮的水流速度，降低水力损失，也有利于增强叶轮 抗气蚀性能，保证有少量气泡出现后泵的外特性不致迅速变化。从这个角度考虑应使上述 两条直线分离程度尽量大，但长度是有限的。前盖板以一段圆弧过渡两直线，该圆弧应于 两直线相切。在泵的轴向尺寸要求不严格时，可取大一些。后盖板流线下部一半也以一段 圆弧构成，此圆弧与直线相切，也应与 1/2 的水平线相切(对于轴不穿越叶轮吸入口的叶 轮，水平线指叶轮轴心线，这时并不强求圆弧与轴心线一定相切)，比值一般在1.22 这一范围内。必要时，过渡圆弧也可以用两相切圆弧构成。轴面液流过水断面如图 2-1 所示。2.3.2 检查轴面流道过水断面变化情况 轴面投影图画出之后

13、，必须检查流道面积变化是否合理。如果流道面积无规律变化， 则会产生局部漩涡，增大损失。检查步骤如下：(1) 在周面投影图流道内作 810 个内切圆。内切圆个数越多，检查精度越高， 但是工作量也越大。将这些内切圆圆心用光滑的曲线连接起来，便是叶轮流道中心线。流 道中线图如图2. 1所示。图 2.1 轴面液流过水断面(2) 连接相应的圆心与前后盖板的切点，如下图中三角形AOB,将三角形中垂线OD分 为三等分，分点为E和C。过E点且和轴面流线相垂直的曲线AEB是过水断面的形成线， 其长度b可得。过水断面形成线的重心近似认为和三角形AOB的重心重合(C点)，重心 半径为 R 。C设曲线AEB长为b，曲

14、线AEB绕叶轮轴心线旋转一周所得的轴面液流过水断面面积可 用F = 2兀R b来计算。ic i i依次量出各计算点过水断面形成线与流道中线交点到叶轮进口中点的曲线距离。并分 别按上述方法计算出面积。图 2.2 流道中线图各过流断面的面积F计算出后，可用纵坐标表示过流断面面积F，用横坐标表示流道中线长度L，做出F值随L变化的F-L曲线，以观察F沿流道的变化情况。如表2.1所示:i表 2.1 F-L 曲线计算值序号r.bF = 2 兀 r bL.L / L147.59528338.500247.59538338.512.210.086356.5388.7931521.236.120.255479.

15、6568.1534088.863.210.446592.6961.1235577.577.050.5436131.0545.1437149.9123.880.87171494239300.2141.831由此表可以做出该方案的 F-L 曲线，如图 2.3 所示：Ftmm 巧图 2.3 F-L 曲线图一般来说，如果f-l曲线为直线或者接近直线的光滑曲线，则叶轮轴面投影图就是合 理的。2.3.3 作中间流线图一元理论假设流动是对称的，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，做流线就是将每一个过流断面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

16、若干小段，而每段长度和其形心道叶轮轴心线距 离与 2 的乘积相等。三条流线将过流断面形成线分成两部分 b ，b ，而 b ，b 形心到轴心线距离分别为1 2 1 2R ， R 。得：2冗 R b = 2冗 R b 或 R b = R b 。B1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，因此在本次设计中， 我近似的把每个小圆的直径当作这些小段圆弧的值，每个小圆的圆心当作对应圆弧断的形 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

17、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%。表 2.2 划分中间流线面积检查计算表过水 断面 号流道A b = DR2 n x r x A b =S误差=2* (S-S)/(S+S)SXSX1S27.7281.0414173.3730X67.2933.5414173.3732S28.9581.6314840.80.026X62.6638.7115232.573S31.2387.917239.30.0083X46.5959.4117382.54S26.9810

18、2.517367.0260.0093X29.4794.7217529.9815S23.31120.7717679.1330.0272X24.6117.5918166.2436S21.99137.919043.6030X21.99137.919043.6037S2114919650.120X2114919650.12最后根据计算数据得如图 2.4所示。轴面流线是轴面和流面的交线，也就是叶片和流面交线的面投影；一条轴面流线绕轴 旋转一周形成的回转面是一个流面。因而，要分流面就是将每一过流断面分成几个面积相 等的单元面积，反映在轴面投影图上就是将过流断面分成若干小段。按每个圆环面积相等 确定分点。2

19、.3.4 叶片进出口安放角的选择和计算(1) 叶片进口边的确定在画出叶轮轴面投影图之后，应在图中画出叶片进口边，进口边的位置对叶轮的汽蚀 性能关系密切，叶片进口边的形状也对汽蚀初生有直接的影响。适当向叶片入口延伸，有 利于提高叶轮抗汽蚀性能。进口边各点叶片安放角相差不大，实际叶片进口边都置于同一 轴面内。在叶片轴面投影图上绘制叶片进口边时，应当注意：进口边与前后盖板轮毂线的 夹角不要太小，A、B两点的高度差不要太大，且过A、B两点的直线与轴心线夹角一般在 200500内。叶片进口边的确定如3.5所示。30.9So匚SE斗23图 2.5 叶片进口边的确定(2) 进口安放角的确定叶片进口角，通常取

20、之大于液流角，即卩卩，其正冲角卩二卩卩。冲角的范围1 1 1 1通常为AP= 30 150。采用正冲角可以提高抗汽蚀性能，并且对效率影响不大，对于扭曲 叶片可沿叶片进口边各流线加同一冲角；也可以在前盖板流线处使用最大冲角，因为这里 是汽蚀敏感区，冲角从前盖板到后盖板递减。其原因可做如下解释： 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V和W。11 用正冲角，在设计流量下，液体在叶片进口背面产生脱流。 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

21、三条流线的交点a、b、c 三点的过水断面不同。(3) 叶片出口角的确定叶片出口角卩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2有重要影响。常用的范围是R = 18040。，增大卩角，在相同流向下叶轮出口速度增大，22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。因此，为获得下降的特性曲线，不宜选过大的角。2.3.5 计算出口速度出口圆周速度：兀 D n 3.14 x 0.298 x 1450u =2= 22.61m /s2 60 60出口轴面排挤系数：1 + ()2sin九2298 x 3.1 41 + ( Ctg 20 ) = 0.916si

22、n 90 0出口轴面速度：= 3.15m /svm2400 / 36000.98 x 0.298 x 0.042 x 3.14 x 0.916出口圆周分速度：H g 23 x 9.81v = t = 9.98 m / su 2 u 22.612无穷叶片出口圆周分速度：82.44 x 9.8132.17= 25.14m/s叶片进口圆周速度：=14.77 m / su1c1 a6060 x1000兀D n143x 1450 x 3.141b6060 x1000n D n85x 1450 x 3.14= 10.85 m / s= 6.45 m / s6060 x 1000兀D nu1bu1a195

23、x1450 x3.142.3.6 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使直角。叶片进口边轴面投影的形状，从铸造的角度出发，最好为 一直线或使有一曲率的圆弧。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，并参照比转数 相近的模型，作出出口边。(1) .作叶片进口边并计算叶片

24、进口速度F = 2冗 R b = 2 x 3.14 x 56.61 x 85.28 x 10 -6 = 0.0303 m 2 1 aaaF = 2冗 R b = 60.16 x 87.29 x 2 x 3.14 x 10 -6 = 0.033 m 21 bbbF = 2兀 R b = 65.37 x 86.37 x 2 x 3.14 x 10 -6 = 0.0355 m2 1 ccc1A1A(2) .计算进口角1A1Ax 4.595x3.1 4ctg卩sinTActg 2 10.8 7sin与假定的= 0.87相符。1Autg 卩 =tg 卩 = 0.561B1 A u1Bp = 27.59

25、01Bp1C41.32 0tg p 1Ctg1Au rAu1C= 0.89B 流线叶片进口排挤系数：Z 6p = 1 -11BD 兀1B1+(血sin1-亠4.5143 x 3.14ctg 27.59 01 + ()2 = 0.87sin 80 0B 流线轴面进口速速：400 / 36000.98 x 0.033 x 0.873.95( m / s )v=m1AQ400 / 3600 c ,耳F pv 1 A 1 A0.98=4.3 m / sx 0.0303 x 0.87tg pv4.86=m 1A = = 0.3291Au1A14.77p =1A16.23 0假设p =0.871AAp =

26、16.23 +4.77 =22 0,=4.77+Ap1A1AC 流线叶片进口排挤系数：1,ctg 卩、一1 + （）2D 兀.sin九1C1CC 流线轴面进口速度：Z 5 1q = 1 - 1C6 x 4.5=1 -143 x 3.141 + (T斗2= 0.86sin 85 0= 3.83( m / s)P = 29.901CQ400 /3600v =m 1C 耳 F q 0.98 x 35.5 x 10 -3 x 0.86v 1 C 1 CC 流线叶片进口液流角：cv3.71tg P = m 1C = 0.5751Cu6.451CC 流线叶片进口冲角：Ap = 41.32。 29.9 =

27、11.42。 1C一般来说， AP 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。2.3.7 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

28、流面上，其上有一条流线。用一组夹角为A9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 AS ，和圆周 方向上的长度Au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

29、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。绘型步骤： 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：A0A u =2 兀 r3

30、60式中：AO 任取的两轴面间的夹角，一般取A0 =3050，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A s段中点的半径r，按照 Au =如2兀r计算Au。如果算得的等于预先取的，则分点是正确的。若Au不等于As，重360新取As，再算Au直到两者相等。继之，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 AO 的射线。这两条射线表示夹角为 AO 的两个轴 面。与逐点计算分点法相同，一般取AO =3050。从出口开始，先试取As，若As的

31、中点 与半径对应的两条射线间的弧长Au，与试取的As相等，则分点是正确的，如果不是相等 的，就逐次逼近，直到A s = A u为止。第1点确定以后，用同样的方法分第2、3、4点。当流线平行轴线时，Au不变，用对应的As截取流线即可。各流线用相同的AO分点。 画展开流面（平面方格网）并在其上绘制流线，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AO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

32、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。混流泵，或离心泵绘型的型线 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2.6所示。3b5E匚sE图 2.6 流线分点 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

33、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1、2、3、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九最好接近900，一般不要小于600。九角太小，盖板和叶片的真 实夹角Y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。丫角可按照公式ctg Y = ctg九cos卩进行计算。 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。

34、沿轴面流线方向的轴面厚度S按照下式计算：Scos卩m= 1 + tg 2 卩 + ctg 2 九2/5L; I1X- .X- / / ZZ/ XXXZ/Z/ZZZ/ZZ/ZXZ/ZZZZZZZXZZ/ZXZ/ZZZ/ZZXZZZZzI1Ji?:lTJ图 3.7 叶片厚度变化规律 流面上各轴面厚度变化规律如表2.3所示。表 2.3 叶片加厚计算表流线轴面0IIWW训XXIS33.634.254.54.54.54.5a流线角度 P a16.23111213142020cos0 a0.960.980.9780.9740.970.9390.931Sm3.1253.7044.3464.624.6394.

35、7894.789中间 流线角度 P b23242424.5252020cosp b0.940.9140.9140.910.9060.940.94Sm3.1933.9744.6524.9464.9654.7894.789c流线角度 P c31353733332020cosp c0.8670.8190.7990.8390.8390.940.94Sm3.4614.4325.3225.3655.3654.7894.7892.3.8 绘制叶片木模图绘制步骤：(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

36、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的木模截线画 在平面投影图的右侧，把背面的木模截线画在投影图的左侧。本此设计的叶轮为逆时针方 向旋转，直线11, 22是等距离的，但也可以不是等距离。看设计者的需要，叶 片扭曲较大处距离式可以取小一些。(2) 以O点为圆心作叶轮外圆，并在其中做中心角为的轴面投影图的0、1、 II。(3) 将沿后盖板处的叶片工作面，背面与后盖板的交线，以及前盖板处的叶片工 作面与前盖板的交线投影到0点垂直线的左部，又将沿前盖板处的叶片工作面，背面与前 盖板处的叶片工作面与后盖板的交线投影到0点垂直线的右部，于是便得到叶片的内外极

37、 限轮廓线。他们与叶片的入口和出口边在平面图上投影。就绘出了制造叶轮叶片木模的外 围线。(4) 作模型截线：在叶片的轴面投影图上，33割面截叶片背面的0、1、11轴 面截线于a、b、c三点，它们到轴心线距离分别为r、r、r在平面投影图a b c(5) 上以0为圆心，以r、r、r为半径画弧交于0、1、11轴面投影线于a、a b cb、c三点，将a、b、c三点光滑连接，就可以得到割面11截叶片背面的模型截线。同理：可作出其它各条模型截线。这样就完成了叶片木模图的绘制 （注：在制造叶轮模型时，常常直接利用叶片木模裁剪图，因此，应在箔尺上量取叶片裁剪图的尺寸，如果没有箔尺，铸铁叶轮的所有尺寸应该加1%1.55 %作为收缩 量，钢和铜的叶轮应该加 2.5作为收缩量）。木模截线图如图 2.8所示。图 2.8 木模剪截图2.4 作叶片进出口速度三角形 在前面的设计计算中，得到了各流线上的叶片的进出口流速，轴面流速，圆周速度， 以及叶片的进出口液流角或出口角，加之叶片出口的圆周分速度，则可以作出进出口速度 三角形。图 2.10 叶片出口速度三角形