【正文】 。 葉片數(shù) N 一般取取 N=3— 5，從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，為改善渣漿泵的通過性能， 應(yīng)盡量取 N=5。 葉輪的主要參數(shù)的選擇和計算 HR為揚(yáng)程比，如果用 H 表示泵抽送清水時的揚(yáng)程， Hm表示抽送固液兩相液體時的揚(yáng)程，則 HR= HHm ，當(dāng)泵抽送固液兩相液體時，影響泵的因素很多，如泵的流量、轉(zhuǎn)速、葉輪直徑、固體濃度、固體顆粒直徑、固體密度、固體顆粒粒度分布、混合物的粘性系數(shù)等等，但一般認(rèn)為其 中最主要的影響因素有固體濃度、顆粒當(dāng)量直徑和固體密度。、 首先求出軸功率，由以下公式： Ne=1000QH? = 1000gQHs? = 360 0100 0 3 ? ???? = 式中 H —— 揚(yáng)程 (m) s? —— 介質(zhì)密度 (kg/m3) ? —— 重度 (N/m3) Ne—— 有益功率 (kw) 由公式 ? =NNe ?62% 式中 ? —— 傳動效率 N —— 軸功率 (kw) N??eN== 取 N= 則電動機(jī)功率 Nd=kN? 式中 Nd —— 電動機(jī)功率 (kw) k—— 功率富裕系數(shù)，一般 k 取 — （功率大使取小值） ? — — 傳動效率，皮帶傳動為 — ，直接傳動時為 1。主要由以下幾種：旋渦泵、空氣揚(yáng)水泵、射流泵、粘性泵、電磁泵 . 第 2 章 泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 泵吸入口和排除口的確定 設(shè)計給定的基本參數(shù)是轉(zhuǎn)速 n=63m3/h 泵吸入口和排除口的確定 泵吸入口的確定主要取決于吸入管內(nèi)的流速 V0 。其類型有：活塞泵、柱塞泵和隔膜泵。 （ 3）混流泵：混流泵是介于離心泵和軸流泵之間，它是由離 心力和葉片升力的作用，給葉輪內(nèi)的液體以壓力能和速度能，進(jìn)而，在導(dǎo)葉內(nèi)，將其一部分速度能轉(zhuǎn)變成壓力能，進(jìn)行抽送液體的泵。因此，泵的定義可以說成是把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為所抽送 液體的能量的機(jī)器。出城市和工業(yè)供水外，泵還用于灌溉、水力蓄能、給水、運(yùn)輸。s number to reduce the single abrasion of leaf39。因此所設(shè)計的渣漿泵中采用多葉片數(shù)來減少單個葉片的磨損，適當(dāng)?shù)脑黾舆^流部件的厚度并采用高硬度的耐磨材料來來減小磨損，將葉輪入口的后蓋板設(shè)計為凸出的、由光滑圓弧組成的輪轂頭。采用填料密封來防止高壓液體從泵中漏出和防止空氣進(jìn)入泵內(nèi)并用背葉片來平衡軸向力。s slice for this designing slurry pump, also increased bines over the thickness that flow the parts the high degree of hardness in adoption bears to whet the material to e to let up the wear and tear, and empressed an entrance covers plank design as to bulge and smooth hubcap head . Adopted the filler which is sealed pletely to prevent the high pressure liquid to leak from the pump with keep air from entering to pump the inside counteract to carry on the back leaf39?，F(xiàn)在有熱電廠用泵、船用泵、化工、石油、造紙、泥煤以及其它工業(yè)用特殊型式的泵。 葉片式泵 葉片式泵 葉片式泵是由裝在主軸上的葉輪的作用，給液體 以能量的機(jī)器。 容積式泵 容積式泵 是由活塞、柱塞、以及轉(zhuǎn)子等的排吸作用，進(jìn)行抽送液體的機(jī)器。 （ 2）轉(zhuǎn)子泵：轉(zhuǎn)子泵是由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行排送液體液體的泵。如果 V0 選取過小，則泵的體積增大，并可能影響泵的效率以及造成吸入管堵塞，而 V0選取過大則會影響泵的的吸入性能并使磨損增加。 而渣漿泵選用皮帶傳動，因?yàn)榭梢愿鼡Q皮帶直徑來較方便的改變泵的轉(zhuǎn)速，同時防止泵的渣漿體損壞泵。幾個主要經(jīng)驗(yàn)公式列于下表 21： 表 21 作 者 HR 表 達(dá) 式 CAVE ? Cw(S1) ? ( S4 +1 )Ln(44d) VOCADLO Cv? ( S1 )[+250 )1(DSd ??] BURGESS 11(1 Cv)n。 葉輪出口直徑 D2 ： 葉輪出口直徑 D2的大小不但直接影響泵的揚(yáng)程，而且對泵的效率也有很大的影響，因?yàn)閴毫κ业乃p失大小直接與葉輪出口的絕對速度有關(guān)。 ? ′ 可由下式進(jìn)行計算： tg? ′ = 111muVuV? 式中 u1 —— 計算點(diǎn)液體的圓周速度 (m/s) Vu1 —— 計算點(diǎn)液體絕對速度的圓周分量 (m/s) Vm1—— 計算點(diǎn)液體的軸面速度 (m/s) 對于直錐形吸入室 Vu1=0 u1= 160Dn? = 4 14 148060?? = m/s Vm1=0111 ??? bDQ 式中 0? — 容積效率，一般取 — ，這里取 1? — 排擠系數(shù)，取 1? = N= 所以 Vm1 = 63 ????? =tg? ′ = = 所以 ? ′ =10o 1? =? ′ + ?? =10o+15o = 25o 葉片出口安放角 2? 在確定葉片出口角時應(yīng)考慮泵的比轉(zhuǎn)數(shù)、對特性曲線形狀的要求以及流道的擴(kuò)散程度等。 ? =? o+? ? 式中 ? ? =3o— 10o ? o= ??? 2360ln22112?? tgtg rr 式中 r1 —— 葉片出口直徑（ mm） r2—— 葉片進(jìn)口直徑 (mm) ? o =130o 葉片厚度 2? 通常取 2? =2— 2? =4mm 計算葉片出口圓周厚度 ? ： ? = 2?2222sin1 ??ctg? 式中 2? —— 葉輪出口軸面截線與流線的夾角，常 取 2? =70o—90o,取 2? =80o ? =4 o octg80sin 201 2 2? = 前、后蓋板的形狀和厚度 葉輪的蓋板的磨損較為嚴(yán)重，尤其是后蓋板與葉片進(jìn)口邊相交處，暫取前、后板的厚度均為 8mm，設(shè)計葉輪入口處前蓋板的軸面為一個圓弧，可有效減小脫流，并減小渣漿對后蓋板的沖擊。葉片采用變角螺旋線型，其特點(diǎn)是數(shù)學(xué)模型簡單，葉片包角可自由選擇，并在任意包角下保持葉片角的均勻變化，便于優(yōu)化設(shè)計，其線型符合葉輪中固體的運(yùn)動的軌跡，損失小，磨損均勻，是目前最新型的圓柱型葉片。背葉片出口附近的線速度及濃度較高，為了減小該處與對應(yīng)的前后護(hù)板處的磨損，背葉片出口附近有一定的傾斜度，傾斜范 圍又葉輪半徑的 32 到葉輪外圓，出口處背葉片的高度為總高度的 21到 32 。 （ 1） 基圓直徑 D3 D3=（ — ） D2 故取 D3=330mm （ 2） 進(jìn)口寬度 b3： b3 =（ b2+1? + 2? ） +C1 = (36+8+8+14)+20 = 86mm 式中 1? ， 2? —— 葉輪前后板的厚度，包括前后背葉片的厚度。 （ 4） 渦室斷面面積 先求出渦室畸變速度 V3f，固體顆粒速度 V3s ,然后求出水流過流面積 F3f和 固體過流面積 F3s , 則渦室第 Ⅷ 斷面面積為： FⅧ =F3f+ F3s????????????? ( 1 ) 采用等速度法，即渦室各個斷面的速度相等，可求出渦室中的介質(zhì)速度： V3=Kv3 gH2 ???????????? ( 2 ) =? ?? =由兩相流原理得： 232323 VVV sf ?? ???????????? ( 3 ) V3fV3s =uei????????????? ( 4 ) 聯(lián)立兩式 V3f= V3s=F3f= ???sfVQ= ? 103m2 F3s=ssVQ3= ?? =? 103m2 FⅧ =F3f +F3s = ?103 m2 由于介質(zhì)從葉輪均勻流出，故斷面面積均勻變化。繪型具體步驟如下： 在平面圖上畫出坐標(biāo)軸，并作基圓。低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵可取為正方形。 將各斷面的頂點(diǎn)用圓弧光滑連接，然后逐點(diǎn)用圓弧光 滑連接各斷面頂點(diǎn)，成為螺旋行渦室輪廓線。擴(kuò)散管出口的中心線與渦室軸線的距離應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)選定，并使擴(kuò)散管與渦室螺旋線和泵舌光滑連接。 護(hù)套的性能：護(hù)套的性能與葉輪的性能基本上確定了泵的性能，通常，葉輪所產(chǎn)生的揚(yáng)程隨渣漿濃度的增加而下降，護(hù)套的阻力隨濃度的增加而增加，尤其是重型泵。另外，護(hù)板裝入護(hù)套后應(yīng)該有一定的伸出量，這樣自葉輪流出的渣漿不會直接沖刷間隙，就可以有效的降低間隙的磨損。 Roco 對輸送兩相流體的固體顆粒的磨損機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了三種模型。 磨損與固體顆粒的硬度有很大的關(guān)系，當(dāng)固體顆粒的硬度接近或超過壁面材料的硬度時，磨損急劇增加。目前常用的耐磨材料有高 Cr 鑄鐵，在介質(zhì)具有腐蝕時可以采用不銹鋼，鎳合金，鈦合金等。因此，螺旋形渦室是在一定的設(shè)計流量下，為了配合一定的葉輪而設(shè)計的，在設(shè)計流量下，渦室可以基本上保證流體在葉輪的周圍做等速運(yùn)動，因此葉輪周圍壓力大體上是均勻分布的，在葉輪上也不產(chǎn)生徑向力，葉輪和渦室是一致工作的。一方面渦室里流動的速度減慢，另一方面葉輪出口處流動的速度增加，兩方面就發(fā) 生了矛盾，從葉輪里流出的液體，再不能平順地與渦室內(nèi)流體匯合，而是撞擊在渦室內(nèi)的流體上。 同樣的分析，也可以說明在大于設(shè)計流量時，渦室里流體壓力是不斷下降的。因此，消除徑向力和減輕徑向力對軸的作用的十分必要的。 分析泵內(nèi)的流體運(yùn)動，應(yīng)在流體力學(xué)一般原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并考慮有關(guān)技術(shù)科學(xué)的部門，如水輪機(jī)、航空、壓縮機(jī)以及其他學(xué)科的實(shí)驗(yàn)研究成果，葉片泵的理論基礎(chǔ)是直接由流體力學(xué)的基本原理推演出來的規(guī)律。同時，液流對葉輪的前后蓋板以及暴露于液流中的轉(zhuǎn)子其他部分均會產(chǎn)生力的作用，泵腔中運(yùn)動流體對轉(zhuǎn)子壓力分布的積分結(jié)果表現(xiàn)為對轉(zhuǎn)子的一個很大的作用力，此力消除了徑向分量，還有軸向分量。對于懸臂式葉輪，由于吸入壓力與大氣壓力不同而引起軸向力，其方向視具體情況而定，對于立式離心泵，轉(zhuǎn)子的重量也是軸向力的組成部分。所以，最好的辦法是用水力方法來平衡部分或者是全部軸向力。著兩種方法都會增加容積損失。第二種方法需要一定的附加功率，此附加功率并不隨時間變化，對輸送含有固體雜質(zhì)的流體的流體來說，這種方法比第一種方法更為經(jīng)濟(jì)而有效。 通過分析軸向力產(chǎn)生的原因及理論計算方法，闡明了要從理論上準(zhǔn)確計算離心泵的軸向力在目前還是可能的。 第 4 章 離心泵主要零部件的強(qiáng)度計算 對于離心泵的零件，特別是對過流部件來說，耐汽蝕、沖刷化學(xué)腐蝕和電腐蝕也是十分重要的。為了提高泵的使用性能和壽命，應(yīng)該盡量使這些尺寸大些，但另一方面，在實(shí)際中，又希望泵的零件盡可能的小，而且成本低，所以在設(shè)計的過程中， 要滿足這兩方面的矛盾，合理的確定離心泵的零件的尺寸和材料，這樣既滿足要求，又可以合理的使用材料的。 如果葉輪的圓周速度沒有超過上述的范圍，則葉輪蓋板的厚度可有由結(jié)構(gòu)與工藝上的要求決定，懸臂式泵和多級泵的葉輪蓋板的厚度一般可以由下表選取，對于雙級泵的葉輪蓋板的厚度可以比表 中推薦的值大31到一倍。 常用的離心泵的泵體有渦室和中段兩種，耐磨離心式渣漿泵采用螺旋行渦室。在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中，在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中，雖然由于渦室的的強(qiáng)度夠了，但由于剛度不夠，在加工、實(shí)驗(yàn)、存放的過程中發(fā)生了變形，影響離心泵的運(yùn)行和裝配。