【文章內(nèi)容簡介】 的平行線 2 30hdDE mm?? 。 （ 2）做軸心線 0— 0的垂線 0B，使 1 22 103OB D mm??。 （ 3）參照比轉(zhuǎn)速相近的水力模型，以適當(dāng)?shù)陌霃?r 做圓弧 ,分別與 DE 和 OB相切，即得葉輪后蓋板的初步輪廓線。 （ 4）過 B 點(diǎn)做軸心線 0— 0的平行線，并使 FB=2b 。 （ 5） 做軸心線 0— 0的平行線 GH，使 GH距軸心線的距離為 02D 。 （ 6） 以 JK 線上相應(yīng)點(diǎn)為圓心，以 12b 為半徑作圓，使之與葉輪后蓋板輪廓線相切。 （ 7） 參考相似的水力模型做葉片的軸面投影圖。 22 Dn /60u m s???2 2 2 2Q /2 6 /D b km vv m s????Tu22HgV 3 /u ms??Tu22HgV 25 .88 /u ms?? ?? 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 流體機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 圖 初步繪制葉輪軸面投影圖 軸面投影圖的檢查 軸面投影圖畫出之后，必須檢查流道面積是否合理化。如果流道面積無規(guī)律變化，則要產(chǎn)生局部旋渦，增大損失。檢查步驟如下： (1)在軸面投影圖流道內(nèi)做 8～ 10 個(gè)內(nèi)切圓。內(nèi)切圓個(gè)數(shù)越多，檢查的精確度越高。將這些內(nèi)切圓圓心用光滑曲線連接起來，便是葉輪流道中心線。 (2)連 接相應(yīng)的圓心與前后蓋板的切點(diǎn)，如圖 中三角形 AOB，將三角形中垂線 OC 三等分。 F 點(diǎn)即為三角形的重心，分別過 A， B 點(diǎn)做 AO， BO 垂線，交于 D點(diǎn)，以 D 點(diǎn)為圓心， DA 長為半徑畫弧，弧 AB 即為軸面液流過水?dāng)嗝嫘纬删€，可以近似認(rèn)為弧 AB的形心與三角形 AOB 重心重合。 設(shè)弧長 AB 為 ib ，弧 AB繞葉輪軸心線一周所得軸面液流過水?dāng)嗝婷娣e可用 ib 和他的行心到葉輪軸心線距離 ir 與 ?2 的乘積來表示。 即： )(3232 OAABOBOAABFi ????? (3)依次量出各計(jì)算點(diǎn)過水?dāng)嗝嫘纬删€與流道中線交點(diǎn) iF 到葉輪進(jìn)口中 點(diǎn)的曲線距離 321 , LLL 、 n L 。并分別按上述方法計(jì)算出 iii brF ?2? 。 、 (4)如果比轉(zhuǎn)數(shù)比較小，則在流道中線上取 1l 、 2l …… nl ,各相應(yīng)點(diǎn)的內(nèi)切圓半徑 39。0r 、 39。1r 、 39。2r …… 39。nr ，內(nèi)切圓圓心距軸心線的距離為 0r 、 1r 、 2r …… nr ，按 39。4ri i iFr??計(jì)算 各相應(yīng)點(diǎn)的過流 面積 。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 流體機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 表 軸面流道面積檢查計(jì)算表 數(shù)據(jù) Rc 形成線 b 面積 F 流道中線 Li 進(jìn)口 41 22 1 2 20 3 18 4 16 5 15 6 14 出口 103 13 (4)作出 F— L 曲線 圖 葉輪過流面積檢查 FL曲線 作中間流線 圖 葉輪過流面積檢查 FL 曲線 一元理論假設(shè)流動是軸對稱的，即每個(gè)軸面上的流動是相同的。在同一過流斷面上軸面速度相等，做流線就是將每一過流斷分成幾個(gè)面積相等的單元面積。反映在軸面投影圖上就是這些流線將過流斷面形成線分成若干 小段，而每段長度和其形心到葉輪軸心線距離與 ?2 的乘積相等。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 流體機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 圖 初步劃分中間流線圖 三 條流線將過流斷面形成線分成兩部分 1b ， 2b ，而 1b ， 2b 形心到軸心線距離分別為 1bR ， 2bR 。得： 2211 22 bRbR bb ?? ? 或 2211 bRbR bb ? 作中間流線時(shí)可以隨手勾畫出流線的形狀，然后進(jìn)行驗(yàn)算。在同一過流斷面上分成的每一單元過流斷面面積都相等。否則，重新修改流線形狀，直到面積相等為止。 當(dāng)過流斷面形成線被分成幾部分后，這些小段曲線與直線相近，檢查時(shí)可以近似的取每一小段弧線的中心點(diǎn)作為該小段的形心。在作中間流線過程中，要想在同一過流斷面上分成幾個(gè)絕對相等的面積是可能的，但是這樣工作量太大，因此在作中間流線過程中，允 許在同一過流斷面上分成若干個(gè)有一定誤差的斷面。一般允許誤差不得超過在同一過流斷面上各小段面積的平均值的 3%。 進(jìn)口邊流線 ,適當(dāng)延長之后使之與軸線平行。按每個(gè)圓環(huán)面積相等確定分點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)分成 2個(gè)小流道，則進(jìn)口分點(diǎn)半徑為： n=2 i 0 1 2 )(mmRi 30 52 最后根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)得 表 劃分中間流線面積檢查計(jì)算表 hh Rn RRiRi ??? )(202 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 流體機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 過流斷面 Ri（ mm） Bi（ mm） Fi（ mm2） 誤差 1 1 % 2 2 1 % 2 3 1 % 2 4 1 % 2 5 1 % 2 6 1 % 2 7 1 % 2 8 1 % 2 圖 確定中間流線后的流道圖 計(jì)算出口速度 出口圓周速度： 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 流體機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 22 3. 14 0. 20 6 29 50 31 .8 /60 60Dnu m s? ??? ? ? 出口軸面排擠系數(shù)： 22222 6 4 2 81 1 ( ) 1 1 ( ) 0 . 9 2s i n 3 . 1 4 2 0 6 s i n 9 0Z c tg c tgk D???? ??? ? ? ? ? ? ? 出口軸面速度： 2 2 2 2/ 2 22 2 6 / 06 4 13 2 7m vQv m sD b k??? ? ?? ? ? ? 出口圓周分速度： 2 2 17 .43 /Tu Hgv m su?? 無窮葉片出口圓周分速度： 2 2 25 .88 /Tu Hgv m su ?? ?? 作葉片進(jìn)口邊計(jì)算并計(jì)算葉片進(jìn)口速度 葉片進(jìn)口邊在平面上的投影在一個(gè)軸面上的為好。但是也可以 不在一個(gè)軸面上，在葉輪的軸面投影上作葉片的進(jìn)口邊，應(yīng)盡量使葉片進(jìn)口邊之間的幾條流線趨于相等。進(jìn)口邊和流線夾角最好是直角。葉片進(jìn)口邊軸面投影的形狀，從鑄造角度出發(fā)，最好為一直線或是有一曲率的圓弧。葉片進(jìn)口邊向吸入口方向適當(dāng)延伸，以提高葉輪的抗汽蝕性能，并能使泵性能曲線上出現(xiàn)駝峰的可能性減小。并要求所做的進(jìn)口邊應(yīng)使前后蓋板流線長度不能相差太大，否則易產(chǎn)生二次回流。作圖時(shí)應(yīng)該考慮以上的綜合因素，并參照比轉(zhuǎn)速相近的模型，作出出口邊。 計(jì)算葉片進(jìn)口速度 步驟和計(jì)算過程 如下： (1)作葉片進(jìn)口邊 (2)計(jì)算各流線的進(jìn)口速 度 11 0 .1 0 6 2 9 5 0 3 .1 4 1 6 .3 6 /6 0 6 0AA Dnu m s? ??? ? ? 11 0 .0 9 1 9 8 2 9 5 0 3 .1 4 1 4 .2 0 /6 0 6 0BB Dnu m s? ??? ? ? 11 0. 07 82 29 50 3. 14 12 .0 7 /60 60CC Dnu m s? ??? ? ? 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 流體機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 A流線： 1 2 2 3 . 1 4 0 . 0 4 2 1 9 0 . 0 2 2 3 0 . 0 0 5 9 1A A AFR ??? ? ? ? ? ?㎡ B流線： 1 2 2 3 . 1 4 0 . 0 4 5 0 2 0 . 0 2 2 0 . 0 0 6 2 2B B BFR ??? ? ? ? ? ?㎡ C流線： 1 2 2 3 . 1 4 0 . 0 4 7 6 3 0 . 0 2 1 5 8 0 . 0 0 6 4 5C C CFR ??? ? ? ? ? ?㎡ （ 3） 計(jì)算 各流線的相關(guān)參數(shù) A流線各相關(guān)參數(shù) 先取 1 ? 1 1 1 1 7 . 4 5 . 6 2 3A A A? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? 21111121 1 ( )sin6 106 1 ( )si n 60AAAAZ c tgkDc tg????? ? ??? ? ????? B流線各相關(guān)參數(shù) 先取 1B ? 1 B 1 B 1 B 1 9 . 4 6 . 6 2 6? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 11/ 2 0. 02 2 4. 73 /0. 97 0. 00 59 1 0. 82mA v A AQv m sFk?? ? ???11114 .7 3 0 .3 11 6 .3 6 1 .2 8mAAA u Avtg uv? ? ? ? ???1B 1 B 1 B/ 2 0 .0 2 2 4 .4 9 /0 .9 7 0 .0 0 6 2 2 0 .8 2m vQv m sFk?? ? ???1B1B1 B 1 B uvtg uv? ? ? ? ??? 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 流體機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 21 1 B1B1 B 1 B21 1 ( )si n6 3. 51 0. 82263. 14 91 .9 8 1 ( )si n 65Z c tgkDc tg????? ? ??? ? ????? C流線各相關(guān)參數(shù) 先取 1 ? 1 C 1 C 1 C 2 2 . 8 7 . 2 3 0? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? 21C11C1 C 1 C21 1 ( )si n6 3. 51 0. 82303. 14 78 .2 1 ( )si n 7 0c tgZkDc tg????? ? ??? ? ????? 一般來說， ?? 應(yīng)該采用正沖角，能夠減小排擠，增大過流能力，減小葉片彎曲，增加葉片進(jìn)口過流面積，且采用正沖角，在設(shè)計(jì)流量下，液體在葉片進(jìn)口背面產(chǎn)生脫流。因?yàn)楸趁媸侨~道的低壓側(cè)，在這里形成的旋渦不容易向高壓側(cè)擴(kuò)散，因而旋渦是穩(wěn)定的、局部的，對汽蝕影響較小。采用正沖角，還能改善在大流量下的工作條件，即泵在大流量下運(yùn)轉(zhuǎn)，則應(yīng)選較大正沖角。 葉片繪型 所謂葉片繪型就是畫葉片，為此，應(yīng)該在幾個(gè)流面上畫出流線（葉片骨線）。然后按一定規(guī)律把這些流線串起來，變成了無厚度的葉片。畫葉片有兩種方法，作圖法和解 析法。 流面是一個(gè)空間曲面，直接在流面上畫流線，不容易表示流線形狀和角度的變化規(guī)律。因此，要設(shè)法把流面展開成平面，在展開的平面上畫流線，然后，在展開圖上畫出流線，按預(yù)先作好的記號，返回到相應(yīng)的流面上。通常這種作圖，是借助特征線利用插入法進(jìn)行的。下面介紹保角變換法繪型原理步驟。 1 11/ 2 22 3 / 7 06 45 2mc v c cQv m sFk?? ? ???1C1C1 C 1 C 3 uvtg uv? ? ? ? ??? 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 流體機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 繪型原理：在一流面上，其上有一條流線。用一組夾角為 ?? 的軸面和一組垂直軸線的平面去截流面，使之在流面上構(gòu)成小扇行格網(wǎng)，并且令小扇行的的軸面流線長度 s? ，和圓周方向上的長度 u? 相等，即 s? = u? 。當(dāng)所分的這些小扇行足夠小時(shí)，則可以把流面上的曲面扇行，近似看作是平面小正方形。流面上的小扇行從進(jìn)口到出口逐漸增大。 所謂保角變換，顧名思義，就是保證空間流面上流線與圓周方向的角度不變的變換。在平面上的展開流線只要求其與圓周方向上的夾角和空間流線的角度對應(yīng)相等。展開流線的長度和形狀則于實(shí)際流線可能不相同。因此只在相似，而不追求相等，可以設(shè)想把 流面展成圓柱面，然后把圓柱面沿母線切開，展成平面。由此可見，空間流線穿過流面上小扇行，將扇行兩邊分別切成兩段，相應(yīng)的流線在平面方格網(wǎng)上，把正方形兩邊分別切成正比例的兩段，由相似的關(guān)系，則對應(yīng)的角度相等，即保持角度不變。設(shè)計(jì)葉片和上述相反，是把在平面展開圖上繪制的流線，利用特征線，保持角度不變，變換到（平面和軸面投影）上。 因?yàn)樗欣L制扭曲葉片的方法，均適宜繪制圓柱葉片，故以扭曲葉片為例進(jìn)行敘述。 （ 1）沿軸面流線分點(diǎn) 分點(diǎn)的實(shí)質(zhì)就是在流面上畫特征線，組成扇行格網(wǎng)。因?yàn)榱髅婵梢杂幂S面圖和平面圖表示，因此，分點(diǎn) 在軸面圖上沿一條流線（相當(dāng)于一個(gè)流面）進(jìn)行。流面是軸對稱的，一個(gè)流面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，就等于在整個(gè)流面上繪出了方格網(wǎng)。 流線分點(diǎn)的方法很多，現(xiàn)在介紹兩種： a).逐點(diǎn)計(jì)算法： ru ?? 2360???