【正文】 （ 29） 式中 39。1? —— 液體進入葉輪相對速度的液流角，如圖 26所示。 1???1?39。1?1?S1l葉片骨線液流方向 圖 25 葉片入口安放角 圖 26 葉片的沖角 Leaf slice the entrance put cape The blunt cape of leaf39。s slice 離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 葉輪入口處的葉片安放角比相對速度液流角增大了一個角度，這個角度叫做沖角， 以?? 表示，葉片入口安放角 1? 為： 39。11? ? ?? ?? （ 210） 一般沖角取 3 15??? ，葉片入口安放角 1 10 40? ? 。 在確定葉片入口安放 角 1? 時，選取一個沖角 ?? 的原因是： （ 1）液體在進入葉輪前，已受吸入室、軸或葉輪的影響而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動（即預(yù)旋），增加沖角就是考慮了預(yù)旋的影響，以減少液體的沖擊損失。 （ 2）取正沖角后，葉片入口處排擠系數(shù) 1? 減小了，即增大了葉片入 口面積，改善了液體流動情況，可以略為提高泵的汽蝕性能。 對錐形管吸入室的泵來說，液體進入葉輪前，預(yù)旋較小，但對半螺旋形吸入室來說，預(yù)旋就比較大，所以選取沖角時還要考慮吸入室結(jié)構(gòu)形式的影響。 沖角對泵的抗汽蝕性能有一定影響。試驗表明，在正沖角范圍內(nèi)，沖角變化對泵抗汽蝕性能影響不大，加大沖角可以延緩泵在大流量工況工作時抗汽蝕性能的急劇惡化。 但如果正沖角 ?? 超過 20 ，將引起效率的下降。如果取負沖角，則泵的抗汽蝕性能 要明顯地惡化。 9）確定葉片厚度 確定葉片厚度時應(yīng)注意：對較小的泵，要考慮到鑄造的可能性。對鑄鐵葉輪， 葉片最小厚度為 34毫米；對鑄鋼葉輪，葉片最小厚度為 56毫米。對大泵應(yīng) 適當(dāng)增加葉片厚度，以使葉片有足夠的剛度。 10）計算葉片排擠系數(shù) 1? 葉片排擠系數(shù) 1? 是葉片厚度對流道入口過流斷面面積影響的系數(shù)。 它等于流道入 口不考慮葉片厚度的過流面積與考慮葉片厚度過流面積（即實際過流面積）之比值： 1 1 11 1 1 1 1 1()t b tt b t? ?????? （ 211） 式中 1t —— 葉片節(jié)距， 11 Dt Z??（圖 25）； 1? —— 葉片在圓周方向的厚度（圖 25）。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 葉片在圓周方 向的厚度 1? 可按下式計算： 11 1sinS? ?? （ 212） 式中 1S —— 入口處的葉片實際厚度（嚴(yán)格地說是流面上的厚度），代入公式（ 211）得： 11 111 1 11111()sin sinD bDZD S SbDZ???? ??????? （ 213） 公式（ 213）的計算值應(yīng)與原來選取的 1? 相等或相接近，如果相差太大，則需重新選取 1? ，計算和，再按式（ 213）計算 1? ，直至計算的 1? 與選取的 1? 相等或相近為止。 11）葉片包角 ? 的確定 ? 就是葉片入口邊與圓心的連線和出口邊與圓心連線間的夾角，如附錄 C圖 27所示。包角越大、葉片間流道越長，則葉片單位長度負荷越小、流道擴散程度越小，有利于葉片與流道的能量交換。如葉片的包角太小，則葉片與液體的摩擦損失增加，鑄造工藝性差，所以，包角大小應(yīng)選取適當(dāng)。 目前，對 60 120sn ? 的泵，一般取 75 150? ? ，低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪取大值，高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪取小值。包角確 定后，在繪型時還要根據(jù)具體情況作適當(dāng)?shù)男薷摹? 12）確定葉輪外徑 2D 2D 可以通過葉輪出口圓周速度 2u 求得， 2u 可按下式計算： 22 2uu K gH? （ 214） 式中 2uK—— 葉輪出口圓周速度系數(shù)，可從圖 21中選取。 葉輪出口圓周速度 2u 確定后，可按下式計算葉輪外徑 2D ： 22 60uD n?? （ 215） 2D 的大小對泵 的性能有明顯的影響，如圖 28所示。 離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 D 39。 39。 2D 39。 2 D 39。 39。 39。 2D 39。 2 D 39。 39。 2 D 39。 39。 39。 2HQ 圖 28 2D 對泵性能曲線的影響 2D to pump function curve of influence HQβ 2 9 0 ?β 2 = 9 0 ?β 2 9 0 ? 圖 29 2? 對泵性能曲線的影響 2? to pump function curve of influence 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 13）葉片出口安放角 2? 葉片出口安放角 2? 一般在 16 40 范圍內(nèi)，通常選用 20 30 。對高比轉(zhuǎn)數(shù)的泵， 2?可以取得小些，低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵 2? 可取得大些。葉片出口安放角 2? 對性能曲線形狀（圖 29所示）、葉輪流道形狀和泵的揚程影響較大，故在決定 2? 時應(yīng)該仔細。 14）確定葉輪出口寬度 2b 2b 可以通過葉輪出口軸面速度 2m? 確定，如圖 210， 2m? 可按下述公式計算： 22 2mm K gH?? ? （ 216） 式中 2mK?—— 葉輪出口軸面速度系數(shù)，可按圖 21選擇。2mK?的大小，直接影響泵的流量。 葉輪出口軸面速度 2m? 確定后，可按下式確定葉 輪出口寬度 2b ： 39。2 2 2 2()mQb DZ? ? ?? ? （ 217） 式中 2? —— 葉片出口處圓周方向厚度（米）。 2? 可按下式計算： 22 2sinS? ?? （ 218） 式中 2S —— 葉輪出口處葉片真實厚度（嚴(yán)格地說是流面上厚度），如圖 211 所示。 對低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵來說， 2b 過小往往在結(jié)構(gòu)上和鑄造上難以保證。因此，可用堵塞葉輪部分流道的方法來增加 2b ，如圖 24 所示。一般認為葉輪各流道中流過的流量相等，故如果堵塞 1/3流道， 2b 可增寬 50%左右。堵塞的流道應(yīng)當(dāng)對稱，以免由不平衡而引起泵振動。 離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 υ u 2υ u 2 ∞u 2υ m 2υ 2 ∞ω 2 ∞ω 2α 2α 39。 2β 39。 2β 2 圖 210 葉輪出口速度三角形 Leaf the round export speed triangle 2?2? 圖 211 葉輪出口排擠 Leaf the round export discriminate against 15）確定葉輪出口絕對速度與圓周速 度的夾角 2? 由圖 210可知，在葉輪葉片無窮多時，液體流出葉輪的方向為： 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 222mutg?? ??? 由圖 210知 2222mu u tg?? ?? ?? 代入上式，得： 22222mmtg utg?? ??? ? 1 22 222mmtg utg?? ????? （ 219） 在有限葉片 時，液體實際流出角為 39。2? ，由圖 210 可知 39。 222mutg?? ?? 39。122 2mutg ?? ??? （ 220） 由公式 1 TT HH p?? ?知，由公式 22uT uH g??可得： 22 1uu p?? ?? ? 液流流出葉輪的絕對速度為： 222 2 2um? ? ??? 至此，葉輪繪型時需要的尺寸、角度等參數(shù)，已經(jīng)計算完畢，這些參數(shù)都能影響水泵的性能。但是，在葉輪的這些參數(shù)中，哪些是影響離心泵性能的主要因素呢？實踐證明，0D 、 1D 、 1b 對離心泵汽蝕性能影響較大， 2b 對離心泵流量影響較 大， 2D 、 2? 對水泵揚程的影響較大， 2? 對泵性能曲線形狀影響較大。但是，對葉輪其他一些因素（如葉片數(shù) Z、包角 ? 、葉片厚度 S、沖角 ?? 、葉片入口直徑 1D 等）也需要認真對待。這些參數(shù)如果選得協(xié)調(diào)，就能得到滿意的結(jié)果 。在這方面靈活性是較大的，或者說，目前這些參數(shù)之間尚離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 未找到嚴(yán)格的關(guān)系，選取是否適當(dāng)，在一定程度上取決于設(shè)計者的經(jīng)驗。 葉輪結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計計算 已知設(shè)計參數(shù)為 Q=90 3/mh、 H=80m、 maxsH =， 70 80%?? ，以電機直接驅(qū)動，輸送常溫清水，由這些參數(shù)設(shè)計一臺單吸單級離心泵葉輪結(jié)構(gòu)。 設(shè)計計算步驟如下： 結(jié)構(gòu)形式的確定 1）確定吸入口徑和吐出 口徑：由表 21 知，可取吸入口徑為 100mm，吐出口徑也取為100mm。 表 21 泵的吸入口徑、流速和流量的關(guān)系 Inhalation caliber, current velocity and relate to of discharge of pump 吸入口徑（ mm） 40 50 65 80 100 150 200 250 300 400 單 流速 （ m/s） — — 級 流量 （3/mh） 25 50 100 180 300 500 — — 多 流速 （ m/s） 3 級 流量 （3/mh） 25 46 85 155 280 450 720 1500 2）求 minh? ：取 ap =1 2/kgcm ， ? =1000 3/kgm ，由附錄 C 中圖 212 取? ? 2/kgcm ，得： 由公式 42m i n m a x1 0 ( ) 2asspphH g? ?? ?? ? ? ? 22490[]0. 1360010 ( 1 0. 02 4) 46. 2810 00 2 9. 8????? ? ?? = 3）確定轉(zhuǎn)速 n：代入公式 3/ h? ? 得： 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 3 / 45 .6 2 9 0 / 3 6 0 04nc ?= 如果選用兩極電機，則 n =2950r/min， c=； 如果選用四極電機，則 n =1480r/min， c=。 由表 22 可知，如果選用四極電機，要達到預(yù)定的 maxsH 是很困難的，故泵取n =2950r/min。 表 22 單吸單級泵的 minh? 和 c值 Lists absorb single pump of minh? be worth with c 吸入口徑（ mm） 40 50 65 60 100 150 200 設(shè)計流量（ 3/mh） 25 50 100 180 300 轉(zhuǎn) 速（ r/min） 2950 2950 2950 2950 2950 1480 2950 1480 2950 汽蝕余量minh? （ m） 汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)c 348 450 610 775 980 660 1190 810 1330 4）結(jié)構(gòu)方案的選擇： 3/ nQn H? 3 / 43 .6 5 2 9 5 0 9 0 / 3 6 0 080??? = 由附錄 C 圖 213 知，這樣的比轉(zhuǎn)數(shù)是有可能達到預(yù)定效率的。 因此，此單吸單級泵就設(shè)計為， n =2950r/min， sn =。 5）軸徑的初步計算：根據(jù)使用條件