【正文】 水室的設(shè)計及計算 吸水室指泵進口法蘭到葉輪出口的過流部分?；蛉我庖唤嵌龋牡?斷面和隔舌向出口用圓弧光滑連接。應(yīng)當(dāng)說明。 畫其他斷面其他斷面一般畫在同一平面上，相當(dāng)于各斷面的軸面投影，即用軸面投影截渦室的斷面，圓弧投影到一個軸面上。由上式可知出擴散管高度為。擴散管的進口可以近似認為是渦室的第8斷面，出口是泵的排出口，擴散管的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是：a. 排出口徑Dd，應(yīng)符合經(jīng)濟流速和標準直徑，由葉輪設(shè)計部分知Dd=250mm，在保證擴散角和安放要求的條件下，應(yīng)盡量取小值，以減小泵的尺寸；。通過第8斷面的流量和泵的流量相差不大，取稍大的渦室面積并無壞處，因而可用泵總流量計算第8斷面的面積，即 （45） 根據(jù)公式45計算可得：其它斷面的面積，按渦室各斷面速度相等確定，計算方法參照公式46 ； （46）具體面積見表8。設(shè)計時先計算第8斷面，其它斷面以第8斷面為基礎(chǔ)進行確定。有人用同一葉輪在Db3和面積及最大外壁尺寸相同的矩形和梨形渦室中實驗表明，%。表 6比轉(zhuǎn)速和安放角的關(guān)系比轉(zhuǎn)速40~6060~130130~220220~360隔舌安放角由=125，根據(jù)表7可取 隔舌螺旋角隔舌螺旋角是在渦室第8斷面的0點（即渦室螺旋線的起點）處，螺旋線的切線與基圓切線間的夾角，或近似認為隔舌螺旋角是隔舌處內(nèi)壁切線與圓周方向的夾角。習(xí)慣稱過隔舌頭部的斷面為0斷面，隔舌和第8斷面的夾角為隔舌安放角，用表示。另外可適應(yīng)不同寬度的葉輪，提高產(chǎn)品的通用性。但間隙過大除增加徑向尺寸外，因間隙處存在著旋轉(zhuǎn)的液流環(huán)，消耗一定的能量，泵的效率（尤其是小流量區(qū)域）下降，通常取 （41）高和尺寸較小的泵取大值，反之取小值。 蝸殼的設(shè)計參數(shù) 切于第8斷面螺旋線起點（或切于隔舌頭部）的圓稱為基圓，以D3表示。在這種情況下，如無導(dǎo)葉，液體的旋轉(zhuǎn)環(huán)量則不能消除。為了完全實現(xiàn)動能的轉(zhuǎn)換，螺旋形壓水室后面接擴散管。2) 在設(shè)計工況下液體符合自由流動，是軸對稱的，從而保證了葉輪內(nèi)相對流動的穩(wěn)定性。在本次設(shè)計中，泵的設(shè)計結(jié)構(gòu)為單級單吸懸臂式式離心泵，且考慮水力性能，故而選用螺旋形壓水室（渦室）。從水力方面看，螺旋形壓水室中的流動比較理想，適應(yīng)性強，高效率范圍寬。流出葉輪的液體，絕對速度v3值很大，且具有很大的旋轉(zhuǎn)分量vu3。因為吸水室和壓水室是固定的過流部件，研究其中的流動時，一般不引入相對速度。 葉片繪型質(zhì)量檢查葉片設(shè)計完成之后，可以檢查相對速度和速度矩沿流線的變化規(guī)律。同樣可以得出：②葉片背面和后蓋板的交線；③葉片背面和前蓋板的交線；④葉片工作面和后蓋板的交線；5) .畫工作面、背面的木模截面：把木模截面（軸垂面）與工作面（背面）軸面截線的交點，按相等半徑移到平面圖中相應(yīng)軸面射線上，并將所得點連接，得工作面木模截線3和背面木模截線1’、2’、3’。表 5軸面厚度計算按照表6加厚后的軸面截線圖如圖6所示。葉片可以展開在流面上、軸面上和平面圖上加厚。用軸面截三條流線，相當(dāng)于用軸面去截葉片，所得三點的連線為葉片的軸面截線。型線應(yīng)達到以下三點1) 光滑平順；2) 單向彎曲，凸凹均可，不能出現(xiàn)s形狀；3) 各型線有一定的對稱性。平面方格網(wǎng)的方格可以任意選取。流面就是軸對稱的，一個流面上的全部軸面流線均相同，所以只要分相應(yīng)的一條軸面流線。如表5所示： 表 4 軸面速度檢查軸面0123456流面厚度前流線β181818181921cosβsm=s/cosβ前流線β202020202123cosβsm=s/cosβ前流線β22222223cosβsm=s/cosβ 葉片繪型方格網(wǎng)保角變換法葉片繪型；所謂的葉片繪型就是畫葉片。就是以局部平面代替曲面，直線代替曲線等等。曲線形狀不良，應(yīng)修改軸面投影形狀，直到滿足要求為止。 檢查軸面流道過水?dāng)嗝孀兓闆r畫好軸面投影圖后，按照要求應(yīng)檢查過水?dāng)嗝孀兓闆r。通過不斷的迭代使我們剛開始假設(shè)的和我們最后校核后的近似相等，誤差在5%以內(nèi)，滿足設(shè)計的要求。根據(jù)公式332 （332）注：假設(shè)計算可得b流線的軸面流速。176。2) b流線進口角的計算利用已經(jīng)畫好的方格網(wǎng)來計算b流線的葉片進口角。采用正沖角可以增加葉輪抗汽蝕的能力，防止葉輪做功的能量損失。cm178。3) c流線進口圓周速度：根據(jù)公式 322 （322）注：根據(jù)圖紙可以測得：計算可得：。 計算葉輪進口不同流線的圓周速度；1) a流線進口圓周速度：根據(jù)公式320 （320）注：根據(jù)圖紙可以測得：。 出口直徑根據(jù)公式316 （316）計算可得：。 出口排擠系數(shù)根據(jù)公式313 （313）注：葉片厚度。 理論揚程由公式38 （38）計算可得。但是速度系數(shù)多是按照一般情況得出的嗎，設(shè)計泵時，在保證相同性能情況下，可以選擇不同的參數(shù)組合，這樣就增加了速度系數(shù)的近似性。 葉輪出口寬度根據(jù)公式337 （36） （37）計算可得：。 用速度系數(shù)法計算葉輪主要尺寸的公式 葉輪進口直徑因為有的葉輪有輪轂（穿軸葉輪）、有的葉輪沒有輪轂（懸臂式葉輪）。利用和速度系數(shù)的關(guān)系（公式、曲線、數(shù)據(jù)），求得系數(shù)，根據(jù)上公式可以計算出各部分尺寸。2. 軸上的螺紋一般采用標準細牙螺紋，其內(nèi)徑應(yīng)該大于螺紋前軸段的直徑。因為扭矩是泵軸最主要的載荷，所以在開始設(shè)計時，可以按照扭矩來確定泵軸的最小軸徑（通常是聯(lián)軸器處的軸徑）。 總效率 （37）根據(jù)公式37可以得出。 水力效率、容積效率、機械效率的估算。 泵轉(zhuǎn)速的確定通常優(yōu)先選擇電動機直接連接傳動，因為在設(shè)計參數(shù)中已經(jīng)給定了泵的轉(zhuǎn)速所以就不用在確定泵的轉(zhuǎn)速。流量和流速的關(guān)系列于表1。2 泵主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定設(shè)備名稱：重組分塔塔釜泵介質(zhì)：焦油比重： 溫度：213176。本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是EAP250K44009型重組分塔塔釜泵。泵的種類很多，可按不同的作用原理或泵的結(jié)構(gòu)分成很多種，同時泵在各個行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。最后，根據(jù)設(shè)計方案進行了樣機制造，試驗結(jié)果驗證了數(shù)值計算的正確性。畢業(yè)設(shè)計(論文)題 目 EAP250K44009型 重 組 分 塔 塔 釜 泵 設(shè) 計 66EAP250K44009型 重 組 分 塔 塔 釜 泵 設(shè) 計摘 要 塔釜泵主要應(yīng)用于煉油廠正常工作環(huán)境下的工藝系統(tǒng)。為了驗證該泵是否滿足設(shè)計要求，采用CFD技術(shù)對該泵進行外特性性能預(yù)測和內(nèi)部流場數(shù)值模擬，數(shù)值計算結(jié)果表明該產(chǎn)品可以滿足設(shè)計要求。theory；hydraulic design；numerical simulation 目 錄1前言 12泵主要參數(shù)的和結(jié)構(gòu)方案的確定 1 1 1 進口直徑 1 泵出口直徑 2 泵轉(zhuǎn)速的確定 2 計算泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns，確定泵的水力方案 2 估算泵的效率 2 水力效率ηh 2 容積效率ηv 2 機械效率ηm 3 總效率η 3 軸功率和原動機功率 33 泵主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定 4 軸徑和輪轂直徑 4 根據(jù)速度系數(shù)法確定葉輪的主要尺寸 4 用速度系數(shù)法計算葉輪主要尺寸的公式 5 葉輪進口直徑Dj 5 葉輪出口直徑D2 5 葉輪出口寬度b2 5 葉片出口安放角β2 5 葉輪外徑D2和葉片出口角β2的理論計算 6 對葉輪直徑和葉片出口角進行精算 7 理論揚程Ht 7 修正系數(shù)ψ 7 靜距s 7 有限葉片數(shù)修正系數(shù)P 7 無窮葉片數(shù)理論揚程Ht∞ 7 出口排擠系數(shù)ψ2 8 出口軸面流速Vm2 8 出口圓周速度u2 8 出口直徑D2 8 用出口直徑反算出口圓周速度u2 8 無窮葉片數(shù)出口圓周分速度Vu2 9 出口圓周分速度Vu2 9 計算葉輪進口不同流線的圓周速度 9 葉片進口軸面液流過水?dāng)嗝婷娣e的計算 10 流線進口角β1a的計算 10 葉輪軸面投影圖的繪制 13 軸面投影圖的繪制 13 檢查軸面流道過水?dāng)嗝孀兓闆r 13 葉片厚度 15 葉片繪型 15 繪型的步驟 15 15 畫展開流面并在其上繪制流線 16 在軸面投影圖中畫軸面截線 17 葉片加厚 18 畫葉片剪裁圖 19 葉片繪型質(zhì)量檢查 194 壓水室和吸水室的水力設(shè)計 19 壓水室的類型和作用原理 20 21 21 雙蝸殼的設(shè)計 22 蝸殼的設(shè)計參數(shù) 22 22 23 渦室隔舌安放角φ0 23 隔舌螺旋角α0 24 渦室斷面形狀和斷面面積 24 25 蝸殼繪型 26 畫第8斷面 26 畫其他斷面 27 畫吐出渦室平面圖 27 擴散管中間斷面的繪制 27 吸水室的設(shè)計及計算 27 直錐形吸水室的介紹 285 三維造型設(shè)計 28 28 29 29 306數(shù)值模擬與流場分析 31 31 利用ICEM畫網(wǎng)格 32 34 34 出口條件 34 壁面條件 34 模型計算 34 計算結(jié)果及其分析 34 整機數(shù)值模擬 34 壓力場分布分析 34 速度場分布分析 36 湍動能分析 37 蝸殼數(shù)值模擬 38 壓力場分布分析 39 速度矢量云圖分布分析 40 41 葉輪數(shù)值模擬 42 壓力場分析 42 43 43 模擬和實際數(shù)據(jù)對比 447 泵零件強度 49 軸的強度計算 49 計算作用在泵軸上的載荷 49 強度校核 50 葉輪蓋板的強度校核 50 泵體的強度校核 53 泵體連接螺栓的強度校核 54 泵蓋法蘭的強度校核 558 軸向力和徑向力的平衡 559 泵軸的密封選取 5710 致謝 5811 參考文獻 59線訂裝 1前言泵是把原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體能量的通用機械，它能提高液體的位能、壓能和動能?？傊?，無論是飛機、火箭、坦克、潛艇還是鉆井、采礦、火車、船舶或者是日常生活，到處都需要用泵，到處都有泵的運行。在設(shè)計的時候，滿足汽蝕要求，則主要考慮效率要求，同時保證其運行安全可靠。泵的入口流速一般為3m/s左右，從制造經(jīng)濟性而言，大型泵的流速選的大點，小泵選的小點。一般按照公式32來計算泵的出口直徑； （32），所得的泵的出口直徑。 估算泵的效率在設(shè)計泵時需要用到泵的效率，但泵尚未設(shè)計出來，所以只能參照同類型的泵來估算泵的效率。 機械效率軸承和填料的損失一般較小，可以只考慮圓盤摩擦損失的機械效率： （36）根據(jù)公式36