流体机械课程设计说明书

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1、江苏大学题目:流体机械及工学生姓名:专业班级：流体0903班学号:起止日期：2013.01.072013. 01. 19设计依据:流量 Q: 60m3/h扬程H : 125m转速 n: 2900 r/min效率：(舫空化余量NPSHR (m)任务要求：1 .利用速度系数法进行叶轮的水力设计2 .绘制叶轮的木模图和工作图。3 .撰写课程设计说明书4 .完成AutoCAD出图第一章结构方案的确定1.1 确定比转数1.2 确定泵进、出口直径1.3 泵进出口流速1. 4确定效率和功率1. 5电动机的选择及轴径的确定 4,第二章叶轮的水力设计 42. 1叶轮进口直径D。的确定43. 2叶轮出口直径D2的

2、确定42. 3确定叶片出口宽度bj52.4 确定叶片出口安放角26-2.5 确定叶片数Z 62.6 精算叶轮外径D2 6第三章画叶轮木模图与工作图 8-3. 1叶轮的轴面投影图83. 2绘制中间流线93.4 流线分点（作图分点法） 103.5 确定进口角一 113. 5 作方格网 123. 6绘制木模图13参考文献14第一章结构方案确定1.1确定比转数计算泵的比转数ns,确定泵的结构方案。公式为3. 65rl Qris h式中Q-单吸叶轮泵的流量，m3/sH_单级叶轮泵的扬程，mo则：3 65 290060，3600ns=36. 55L 2确定泵进、出口直径泵的进出口直径Ds14QI 2Vs吸

3、入口直径Ds由进口流速Vs （经济流速）决定, 由于空化要求较高，应取较大的进口直径，以减小流速。初选 vs - 1. 0 1.8m/ s 试选 Vs =1. 5 m/s4 60 /3600口一： 3. 1415 1.5=118. 94 mm按标准取Ds =150 mm而出口直径Dd按经验公式Dd=（0.71.0） Ds确定。对于高扬程泵，则取Dd -0. 8 Ds =120mmL3泵进出口流速泵进口速度VsVs =4QD:s4 60/3600=0.943m/s22 1415 0泵出口速度Vd4Q =二二0/3600-=1. 474m/sL4确定效率和功率1）水力效率:60/36002900

4、= 851.(Q二iI 、00M51g30. 083511 nI 容积效率：一尾：有=0.942只考虑叶轮前密封环的泄漏的值1+0. 68n J1 +0. 68x36. 55 ,估算机械效率：=1 - 0, 071（ns/ioo）76-002=0. 754考虑轴承填料损失2%4）总效率：=0. 854 0. 9420. 754=0. 611. 5电动机的选择和轴径的确定轴功率：D : QH 9.8 1060 125P=33.47kw i CCCy八八八 c c八八 八 c y选用电动机k=1.2则原动机功率 Pc= KPa =1. 2 33. 47=40. 164kw泵轴的直径应按其承受的外载

5、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M9550Pc9550H. 2P = 9550 40. 164 一 =132. 26N m2900:Mn泵轴选用取.=500*10 5Pa,材料为45号钢最小轴5 =23. 6mmI 132.26 3 10.2x500x10采用标准化轴径取d=25mm 单级单吸式取dh=o第二章水力设计(速度系数法)2. 1叶轮进口直径D。的确定兼顾汽蚀与效率取ko=4. 1进口当量直径D。二匕。匚4.1 X3=74 mmn .2900 又 dh=Offim2

6、rDj , Do dh (4mm2. 2叶轮出口直径D2的确定查表8-12得，修正系数kD2取1. 145D 第鼠2 (100)二；7qD2 = kD p取 D2=320mm22.3确定叶片出口宽度b2查表8-13，修正系数Kb2取1.697n 5kb =0. 64kb2 ( -) 6 =0. 47100b2 =kb3 n = 8. 5mm2. 4确定叶片出口安放角：2一般取 0 2 =15, 45。这里取 0 2 =352.5确定叶片数Z30-4545-6060-120120-300Z8-107-86-74-6取Z=82. 6精算叶轮外径D2第一次精算1 .理论扬程乩Ht=H/ n=125/

7、0. 854=146. 4m2 .修正系数压出室选择蜗壳式的，a=0.65八0.85,取8P , =a (1 D =1.27 603 .静矩S=0. 012m4 .有限叶片数修正系数P R2 P - =0. 34 ZS5 .无穷叶片数理论扬程H：出：二（1 P Ht=196m6 .叶片出口排挤系数坚叶片出口真实厚度22取4mm ,叶片出口轴面截线与流线夹角“取9021 sin:1+需）7 .出口轴面速度52Vm2 =2. 2m/sV Qb. 2v8 .出口圆周速度U2 =45. 4m/s9 .叶轮外径D2 SOOnun第二次精算取 D2=300mmS=0. 01P=0. 36=0. 942_2

8、00mHT：-vm2=2.35msU2=46m/sD2=304mm两次精算误差小于2%,取D2=304mm第三章画叶轮木模图与工作图3. 1叶轮的轴面投影图叶轮各部的尺寸D2、Dj、b2确定之后，画叶轮轴面投影图。画图时，参考相近比转速、性 能良好的叶轮图作为参考。轴面投影图形状力求光滑通畅。轴 面投影图如下图所示。绘制好轴向投影图后，检查流道的过水断面变化情况。过流断面面积FF =2 二 Reb其中：Rc轴面液流过流断面形成线重心的半径轴面液流过流断面形成线的长度各流道面积计算，叶轮流道面积检查图如下：要求该曲线有平滑的变化规律否则必须修改轴面投影图，直到符合为止。二违谶直t.rbrb?汕1

9、减21:,ETnil打】r： ir黑冷r(rd (rdlr酣加打1IS.77 :沂52F.hh?N舐1ES83.T3 心,If制汩?33U8s：am 8W3.2绘制中间流线在轴面液流过流断面形成线上取一点，而后计算此点两边的面积，面积 相等则此点即 中间流线上的一点；如面积不相等，则将此点向面积大的一面移动，再检查两边面积是否相 等，进行修改，直到两面积相等为止，即得到流线所经过的点。3. 3流线分点(作图分点法)在轴面投影图旁，画两条夹角等于的射线(ZB=5 10 )o本设计中 9二10。从出口开始，沿轴面流线试取/ S,若AS中点半径对应的两条射线间的弧长 I,与试取的Z.S相等，则分点正

10、确。如果不等，另取 S,直到 S= I 0根据上述方法将前后盖板流线及中间流线分点。分点情况如下:3.4 确定进口角因为是圆柱叶片，只画出a, b,c三点中一点的过水断面流线，如图，并计算叶片进口处的速度ulaDian=12. 1 m/s=4. 58 m/sla2R为过a点的过水断面面积其中：中佃=i 仝上i9 2 71D- v sin 90 )叶片进口液流角p/ arctan 壁aM J进而得到叶片进口安放角r-取A伊3.26。，再用反算采用编程迭代的方法计算。先假定一个二,带入上式计算出1中，观察计算值与假定值是否相等，相等则计算正确。数据如下图;b Rea |FiJ 苗 疝4 ha ,2

11、1。J2.M搬如 独 罐聊5嵋用|融60得仿二24。3.5 作方格网叶片绘型时，要求叶片在出口处能有一段叶片安放角保持不变，而其他部分角度变化应尽量均匀。叶片加厚数据IT4CT6(?80100120140150工作32.436.8435L863,983, 3106,4133715222,252. 52. 7533, 253, 53, 7543.6 绘制木模图画出具有轴面截线并已加了厚度的轴面投影图在叶轮的轴面截线图上，作垂直于叶轮轴心线的直线，这些直线实质上就 是一些垂直于叶轮轴心线的平面，通常称为割面或等高面，它们与叶片的交线就是叶片的模型 截线。直线是等距离的，但亦可不等，视设计需要而定，叶片扭曲较大处，距离可取小一些.根据D、d画叶轮平面图，并作出与轴面投影图上轴面截线相对应轴向截 面.在平面图上先画出叶片与后盖板交线的投影，然后再作模型截面与叶片相交的投影。190?200220240*参考文献1.泵的理论与设计关醒凡 机械工业出版社2.现代泵技术手册关醒凡1959. 93.叶片泵原理及水利设计查森