【正文】 值、調(diào)節(jié)和控制等行為可完成信息流所需功能。由此可得張力、離心力、升力、電磁力等原理對象。從總的要求和約束Ramp。面向?qū)ο蟮慕Ｋ枷胧沟玫降母鱾€(gè)設(shè)計(jì)對象可以在不同的產(chǎn)品中應(yīng)用。本文只是在這一方面進(jìn)行了初步研究，并得到以下結(jié)論：(1)為了提高泵產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，有必要利用先進(jìn)的CAD產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)方法，建立泵原理設(shè)計(jì)方案模型。以原理方案設(shè)計(jì)本身來說，現(xiàn)正處于起步和發(fā)展階段，是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)中的熱點(diǎn)和前沿問題。該模型有效地應(yīng)用于實(shí)例中，表明本模型具有相當(dāng)?shù)目刹僮餍浴?7)協(xié)調(diào)各個(gè)功能的原理結(jié)構(gòu)解之間的關(guān)系，如圖4所示中為能量轉(zhuǎn)換的原理解與能量傳遞的原理解之間的制約關(guān)系，通過協(xié)同求精確定各個(gè)功能實(shí)體的結(jié)構(gòu)解。如果模型庫中存在相應(yīng)的作用原理對象，則生成該原理對象的一個(gè)實(shí)例加入到當(dāng)前的設(shè)計(jì)模型S中。從能量流的觀點(diǎn)出發(fā)，泵的核心功能將能量傳遞給流體，其可由調(diào)節(jié)輸入能量的大小、將輸入能量轉(zhuǎn)換為能量傳遞中所需的能量形式和能量傳遞給流體及能量隨流體導(dǎo)出四個(gè)子行為來完成。4 泵原理方案設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例基于上述的原理方案設(shè)計(jì)模型，將該模型應(yīng)用于具體的水泵原理方案設(shè)計(jì)，得到其部分設(shè)計(jì)流程如圖4所示。設(shè)計(jì)關(guān)系對象構(gòu)成的評判層與評價(jià)規(guī)劃(E)及要求與約束(Ramp。對于功能實(shí)體對象，其本身是一設(shè)計(jì)模型S，該模型的構(gòu)成將遞歸調(diào)用圖3的模型算法。C)以及知識庫中與本領(lǐng)域的專家知識，在模型庫中搜索與其匹配的設(shè)計(jì)對象，創(chuàng)建該設(shè)計(jì)對象的一個(gè)實(shí)例Oi并將其添加到設(shè)計(jì)模型SKG中，若無匹配的設(shè)計(jì)對象，則基于知識推理創(chuàng)建一個(gè)新的滿足要求的對象。根據(jù)校核結(jié)果對流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整后再次校核，如此循環(huán)直到得到較優(yōu)的結(jié)果。方案設(shè)計(jì)中關(guān)鍵性的一步就是如何進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的功能分解。其工作步聚如圖1所示。并進(jìn)一步將該模型應(yīng)用于泵的原理方案設(shè)計(jì)的一實(shí)例中，得到了一個(gè)較為完整的水泵原理設(shè)計(jì)流程，表明此模型具有可操作性、可重用性、可交換性等特點(diǎn)。20%內(nèi)，且離心泵本身效率的變化不大。缺點(diǎn)是改變泵的轉(zhuǎn)速需要有通過變頻技術(shù)來改變原動(dòng)機(jī)（通常是電動(dòng)機(jī)）的轉(zhuǎn)速，原理復(fù)雜，投資較大，且流量調(diào)節(jié)范圍小。目前，離心泵的流量調(diào)節(jié)方式主要有調(diào)節(jié)閥控制、變速控制以及泵的并、串聯(lián)調(diào)節(jié)等。該公司為我的課題研究提供了實(shí)驗(yàn)方面的條件和有關(guān)資料。由于葉片形狀比較復(fù)雜，制造不準(zhǔn)就要影響離心泵的性能。s design change quantity parameter sketch map （68） （69） （610） （611） （612） （613）流道擴(kuò)散限制： （614）穩(wěn)定性判據(jù)： （615） 數(shù)字模型綜上所述，葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)字模型為： （616） （617） （618） （619） （620） （621） （622） （623） （624） （625） （626） （627） （628） （629） （630） （631） （632） （633） 優(yōu)化方法結(jié)論建立數(shù)學(xué)模型時(shí)選取了影響泵性能比較大的6個(gè)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，并且充分考慮了流道的擴(kuò)散及穩(wěn)定性，這樣優(yōu)化結(jié)果比較好，保證了效率的提高，對離心泵的優(yōu)化進(jìn)行了探索，具有工程實(shí)用價(jià)值。葉輪是離心泵最重要的部件，在某種意義上來說離心泵的優(yōu)化問題就是對葉輪的優(yōu)化。表53 葉輪的靜平衡允差 The quiet balance of leaf39。這種測繪方法不失為一種簡便易行、有效的方法，可供大家在測繪類似葉輪葉片時(shí)參考。如果曲線無規(guī)則上下波動(dòng)，則葉輪流道面積變化不均勻，要修改軸面投影圖輪廓線，重新進(jìn)行檢查，直至曲線滿意為止。其中為葉片真實(shí)厚度。6） 連接半徑線，作直線，使，并與線交于點(diǎn)。此處所作的葉片入口邊僅是初步的，在作平面投影圖或方格網(wǎng)時(shí)，還要根據(jù)具體情況作適當(dāng)?shù)男薷摹?）作軸心線的平行線和。在軸面投影圖上，可以比較全面地看到葉輪葉輪前后蓋板形狀，葉片入口邊、出口邊各點(diǎn)相對于葉輪軸心線的徑向位置和軸向位置，但是，入口邊、出口邊上各點(diǎn)并不一定在同一軸面上。由于葉片形狀比較復(fù)雜，制造得不準(zhǔn)就要影響離心泵的性能。計(jì)算過程如下：解：由表33，取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，代入公式（32），得 取葉片厚度。對鑄鐵葉輪來說，=（）；對鑄鋼葉輪=（）；對銅葉輪 =（）； ——葉輪圓周速度（）； ——重力加速度（），一般取。10）確定葉片排擠系數(shù)：代入公式（213），得：=此處計(jì)算的葉片排擠系數(shù)與假設(shè)的值一致。取安裝軸承和葉輪處的直徑為。設(shè)計(jì)計(jì)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。一般認(rèn)為葉輪各流道中流過的流量相等，故如果堵塞1/3流道，可增寬50%左右。對高比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，可以取得小些，低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵可取得大些。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。但如果正沖角超過，將引起效率的下降。假定液體是無旋流入葉輪內(nèi)，則由速度三角形可知： （29）式中 ——液體進(jìn)入葉輪相對速度的液流角，如圖26所示。在葉片包角不變的情況下，葉片數(shù)減少時(shí)，每個(gè)葉片的負(fù)荷增加，對液體導(dǎo)流作用降低，泵揚(yáng)程也要下降。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按圖21中相應(yīng)的曲線選擇系數(shù)。 速度系數(shù)設(shè)計(jì)法的計(jì)算步驟1）確定葉輪入口直徑確定前，先用下式確定葉輪入口速度（米/秒）。能不能由此找出一種設(shè)計(jì)離心泵的方法呢？兩臺相似的泵在相似的工況下，由公式可知：如果取D為各自的葉輪外徑，則上式可寫為：上式可改寫為：式中 和——模型泵的揚(yáng)程和葉輪出口圓周速度，和是已知的。液體隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)稱為圓周運(yùn)動(dòng)，其速度稱為圓周速度，用表示。沒有前蓋板、也沒有后蓋板的葉輪叫開式葉輪，開式葉輪在一般情況下很少采用。葉輪的繪型和葉輪的技術(shù)要求也是相當(dāng)重要的，這是保證葉輪正確葉片形狀的必要前提。葉輪是離心泵最重要的部件，在某種意義上來說離心泵的優(yōu)化問題就是對葉輪的優(yōu)化。由此可見泵在工業(yè)中起到舉足輕重的作用。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和對自然規(guī)律的認(rèn)識和掌握，這些原始的提水工具就發(fā)展成為現(xiàn)代的泵。據(jù)國家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，離心泵每年的耗電量占總發(fā)電量的10％ 。所以合理設(shè)計(jì)這些參數(shù)非常重要。葉輪是離心泵的最重要的零部件，在某種意義上來說離心泵的優(yōu)化問題就是對葉輪的優(yōu)化。s round 離心泵的主要性能參數(shù)離心泵上都有標(biāo)牌，標(biāo)牌上標(biāo)明了泵的型號、主要參數(shù)和指標(biāo)。絕對速度的向量等于圓周速度和相對速度的向量和，即 （21）2 離心泵葉輪的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)前面的介紹及結(jié)合實(shí)際情況離心式水泵的葉輪的設(shè)計(jì)方法有兩種即相似設(shè)計(jì)法和速度系數(shù)設(shè)計(jì)法。不同的就有不同的，這樣我們就可以得到隨而變的函數(shù)關(guān)系。可按下式計(jì)算：式中 ——泵的容積效率，可按附錄C圖中23選取。 則 則 則 則（軸流泵）3）確定葉片入口處絕對速度一般取或略大于，對抗汽蝕性能要求較高的泵，可取。圖24 堵塞流道長短葉片的葉輪 Stop leaf39。在確定葉片入口安放角時(shí)，選取一個(gè)沖角的原因是：（1）液體在進(jìn)入葉輪前，已受吸入室、軸或葉輪的影響而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（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。對鑄鐵葉輪，葉片最小厚度為毫米；對鑄鋼葉輪，葉片最小厚度為毫米。目前，對的泵，一般取，低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪取大值，高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪取小值。的大小，直接影響泵的流量。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(shí)踐證明，、對離心泵汽蝕性能影響較大，對離心泵流量影響較大，、對水泵揚(yáng)程的影響較大，對泵性能曲線形狀影響較大。表22 單吸單級泵的和c值 Lists absorb single pump of be worth with c吸入口徑（mm）40506560100150200設(shè)計(jì)流量（）2550100180300轉(zhuǎn) 速（r/min）295029502950295029501480295014802950汽蝕余量（m）汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)c348450610775980660119081013304）結(jié)構(gòu)方案的選擇： =由附錄C圖213知，這樣的比轉(zhuǎn)數(shù)是有可能達(dá)到預(yù)定效率的。 葉輪的設(shè)計(jì)計(jì)算在設(shè)計(jì)離心泵的葉輪時(shí)，因?yàn)橐紤]到泵的汽蝕性能，需要特殊設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下：1）確定葉輪入口直徑：由于泵要求效率比較高，而單級泵入口已有一定的壓力，故可將泵入口速度系數(shù)盡可能取得高一些，由圖21知，可取，代入公式（22），得葉輪入口速度為：== 由圖23，取泵的容積效率，則通過葉輪的流量為：= 代入公式（24），得： =取 。13）確定葉片安放角：取，在作方格網(wǎng)時(shí)，再根據(jù)具體情況進(jìn)行修改。表31 葉輪材料的許用應(yīng)力 Leaf round of the material use in response to the dint材 料 名 稱熱 處 理 狀 態(tài)許用應(yīng)力[]（）HT2040退火處理ZG 25退火處理ZG1Cr13退火處理ZG2Cr13調(diào)質(zhì)處理HB 229269ZGCr18Ni12Mo2Ti固溶化處理ZG1Cr18Ni9固溶化處理ZGCr28退火處理表32 葉輪蓋板厚度 Leaf the round cover plank thickness葉輪直徑（）蓋板厚度（）4567 葉片厚度計(jì)算為了擴(kuò)大葉輪流道有效過流面積，希望葉片越薄越好；但葉片選得太薄，在鑄造工藝上有一定的困難，而且從強(qiáng)度方面考慮，葉片也需要有一定的厚度。為了使輪轂和軸的配合不松動(dòng)，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由離心力產(chǎn)生的變形應(yīng)小于軸和葉輪配合的最小公盈。對于低比轉(zhuǎn)數(shù)的單級單吸離心泵一般為圓柱形葉片葉輪。2） 作軸心線的垂線，使。8）以適當(dāng)?shù)膱A弧和直線作成葉輪前蓋板的輪廓線，此輪廓線必須與線和葉輪入口圓相切，并通過點(diǎn)。如圖43。9） 過、點(diǎn)作直線，并與圓交于另一點(diǎn)。在平面投影圖流道內(nèi)作內(nèi)切圓，連接內(nèi)切圓圓心，即得流道中線。但在某種情況下，為了改善葉輪入口流動(dòng)情況，雖然，也采用扭曲葉片；對鑄鋼的葉輪，有時(shí)處于鑄造工藝的要求，雖然，也還采用直葉片。葉輪施工圖和技術(shù)要求如圖51。葉輪的第五項(xiàng)技術(shù)要求，往往容易被忽視。2）泄漏損失葉輪的密封環(huán)的泄漏量：：密封環(huán)的過流面積；：間隙兩端的壓力降；：流量系數(shù)，0．5～O．6；寫成功率形式：