150s-50雙吸離心泵水力及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-16 07:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 持角度不變。設(shè)計(jì)葉片和上述相反，是把在平面展開(kāi)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(huà)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(duì)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： 式中：—任取的兩軸面間的夾角，一般取=～，取的度數(shù)越小，分的點(diǎn)就越多； —流面上的扇行中心（軸面流線兩分點(diǎn)中間）的半徑。分點(diǎn)的方法是葉輪出口，沿軸面流線任意取，量出段中點(diǎn)的半徑，按照計(jì)算。如果算得的等于預(yù)取的，分點(diǎn)是正確的。若不等于，重新取，再算知道兩者相等。繼之，從分得的點(diǎn)起分第…點(diǎn)。這種方法的缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生積累誤差。b).作圖分圖法在軸面投影圖旁，畫(huà)兩條夾角等于的射線。這兩條射線表示夾角為的兩個(gè)軸面。與逐點(diǎn)計(jì)算分點(diǎn)法相同，一般取=～。從出口開(kāi)始，先試取，先試取。若中點(diǎn)半徑對(duì)應(yīng)的兩射線間的弧長(zhǎng)，與試取的相等，則分點(diǎn)是正確的，如果不等就逐次逼近，直到=為止。第1點(diǎn)確定后，用同樣的方法確定第4…點(diǎn)。當(dāng)流線平行軸線時(shí)，不變，用對(duì)應(yīng)的截取流線即可。各流線用相同的分點(diǎn)。（2）畫(huà)展開(kāi)流面（平面方格網(wǎng)）并在其上繪制流線因?yàn)楸＝亲儞Q法繪型是基于局部相似，而不追求局部相等，所以幾個(gè)流面可以用一個(gè)平面方格網(wǎng)代替。方格網(wǎng)的大小任意選取，橫線表示軸面流線的相應(yīng)分點(diǎn)，豎線表示夾角為對(duì)應(yīng)分點(diǎn)所用的軸面。而后在其上繪制流線，通常先畫(huà)中間流線。流線在方格網(wǎng)的位置應(yīng)該與相應(yīng)軸面流線分點(diǎn)序號(hào)相應(yīng)。進(jìn)出口角度應(yīng)與預(yù)先確定的值相符，包角大小可以靈活掌握。型線的形狀極為重要，不理想時(shí)，應(yīng)堅(jiān)決修改。必要時(shí)，可改變?nèi)~片進(jìn)口邊的位置，包角的大小等。（3）畫(huà)軸面截線用軸面（相當(dāng)于方格網(wǎng)中的豎線）去截這五條流線，相當(dāng)于用軸面去截葉片，所截五點(diǎn)的連線、是一條軸面截線，把方格網(wǎng)中的每隔一定的角度的豎線和三條流線的交點(diǎn)，對(duì)于應(yīng)編號(hào)4……的位置，用插入法分別點(diǎn)到軸面投影圖相應(yīng)的五條流線上，把所得的點(diǎn)連成光滑的曲線，就得到葉片的軸面截線。軸面截線應(yīng)該光滑，按照一定規(guī)律變化。軸面截線和流線的夾角最好接近90176。，一般不要小于60176。（4）葉片加厚方格網(wǎng)保角變換繪型；一般在軸面投影圖上按照軸面截面所得的軸面截線為骨線向兩邊加厚，或認(rèn)為是工作面向背面加厚。沿軸面流線方向的軸面厚度按照下式計(jì)算：式中S—流面厚度； ——真實(shí)厚度?？砂戳骶€長(zhǎng)度（如軸面截線）給定。通常，最大厚度在離進(jìn)口為葉片全長(zhǎng)1/3—1/2處。進(jìn)、出口部分應(yīng)量減薄。一般小泵葉片進(jìn)口流面厚度（或根據(jù)工藝允許的真實(shí)厚度算的流面厚度）約為了,最大厚度為。給定了真實(shí)厚度之后，角從軸面投影圖上軸面截線對(duì)應(yīng)點(diǎn)量取。其它流線的厚度可以類似算出，小泵各流線可以取相同的厚度，大泵應(yīng)考慮拔模，從后蓋板向前蓋板厚度遞減，因?yàn)槿~片通常向后蓋板方向拔模。 流面展開(kāi)方格網(wǎng)和葉片厚度變化規(guī)律 葉片加厚計(jì)算表軸面0ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ S (mm) A流線βa（176。） cosβa σma=S/cosβa(mm) B流線βb（176。） cosβb σmb=S/cosβb(mm) C流線βc（176。） cosβc σmc=S/cosβc(mm) 繪制步驟：（1）在葉片的軸面裁剪圖上，做垂直于葉輪線的垂線1—1，2—2……，這些垂線實(shí)際上就是一些垂直于葉輪軸心線的平面，通常稱為割面或者等高面。它們與葉片的交線就是葉片的木模截面。如果從葉輪入口方向看，葉輪為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。我們就把葉片工作面的木模截線畫(huà)在平面投影圖的右側(cè)，把背面的木摸截線畫(huà)在投影圖的左側(cè)。本次設(shè)計(jì)的葉輪為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，直線1—1，2—2……是等距離的，但也可以不是等距離。看設(shè)計(jì)者的需要而定，葉片扭曲較大處距離可以取小一些。（2）以O(shè)點(diǎn)為圓心作葉輪外圓，并在其中做中心角為的軸面投影線0、Ⅰ、Ⅱ……。（3）將沿后蓋板處的葉片工作面，背面與后蓋板的交線，以及前蓋板處的葉片工作面與前蓋板的交線投影到0點(diǎn)垂直線的左部，又將沿前蓋板處的葉片工作面，背面與前蓋板處的葉片工作面與后蓋板的交線投影到0點(diǎn)垂直線的右部，于是便得到葉片的內(nèi)外極限輪廓曲線。它們與葉片的入口和出口邊在平面圖上投影。就繪出了制造葉輪葉片木模的外圍線。（4）作模型截線：在葉片的軸面投影圖上，33割面截葉片背面的0、Ⅰ、Ⅱ軸面截線于a、b、c三點(diǎn)，它們到軸心線距離分別為在平面投影圖上以0為圓心，以為半徑畫(huà)弧交于0、Ⅰ、Ⅱ軸面投影線于a、b、c三點(diǎn)，將a、b、c三點(diǎn)光滑連接，就可以得到割面 1—1截葉片背面的模型截線。 同理：可作出其它各條模型截線，這樣就完成了葉片木模圖的繪制。 葉片木模圖（ 注：在制造葉輪模型時(shí)，常常直接利用葉片木模裁剪圖，因此，應(yīng)在箔尺上量取葉片裁剪圖的尺寸，如果沒(méi)有箔尺，鑄鐵葉輪的所有尺寸應(yīng)該加1%～%作為收縮量。%作為收縮量。）、出口速度三角形在前面的設(shè)計(jì)計(jì)算中，得到了各流線上的葉片的進(jìn)出口流速，軸面流速，圓周速度，以及葉片的進(jìn)出口液流角或出口角，加之葉片出口的圓周分速度，則可以作出進(jìn)出口速度三角形。 葉片進(jìn)出口速度三角形3壓水室的水力設(shè)計(jì)吸水室位于葉輪之前，壓水室位于葉輪之后，它們一起構(gòu)成泵的過(guò)流部件，因?yàn)槲液蛪核沂枪潭ǖ倪^(guò)流部件。一般不引入相對(duì)速度來(lái)研究其流動(dòng)。通常所說(shuō)的壓水室是指螺旋型的壓水室，環(huán)型壓水室和導(dǎo)葉體的總稱。獲得能量的水流沿葉輪圓周流出后，將進(jìn)入泵的壓水室。壓水室是泵不可缺少的重要過(guò)流部件，其設(shè)計(jì)、制造水平高低，對(duì)泵的性能，特別是泵的效率指標(biāo)和HQ曲線形態(tài)，有十分明顯的影響。根據(jù)泵的用途不同，泵的壓水室有不同的結(jié)構(gòu)形式，但它們的基本功能則是相同的：收集從葉輪中的來(lái)流，將水流送到泵出口或下一級(jí)葉輪入口；水流在葉輪出口處絕對(duì)速度比較大，在低比轉(zhuǎn)速葉輪中尤其是這樣，水流在壓水室出口的平均速度將顯著下降，這種將水流的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能的結(jié)果，將使水流在泵出口管路中的水力損失減小。應(yīng)該指出，由壓水室排出的流量，在設(shè)計(jì)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是用戶給定的設(shè)計(jì)流量，而不是考慮了容積損失后引入的理論流量。此外，由于壓水室是靜止部件，設(shè)計(jì)中也不引入相對(duì)速度的概念。單級(jí)單吸及單級(jí)雙吸泵中主要采用壓水室為螺旋形壓水室，多級(jí)泵中則采用徑向或流道式導(dǎo)流器及空間導(dǎo)葉。螺旋形壓水室具有適應(yīng)性強(qiáng)，效率高，高效區(qū)寬的優(yōu)點(diǎn)，其主要不足是過(guò)流內(nèi)表面難以機(jī)械加工。螺旋形壓水室由一段面積不斷增大的螺線管（蝸殼）和一擴(kuò)散管構(gòu)成。水流在壓水室中流動(dòng)時(shí)，如果作用于水流的外力對(duì)葉輪軸心線的力矩為零，水流將因慣性而實(shí)現(xiàn)自由流動(dòng)，這時(shí)水流在壓水室中的水力損失為最小。壓水室的內(nèi)表面的幾何形狀應(yīng)保證水流實(shí)現(xiàn)這一流動(dòng)的要求。在作用于水質(zhì)點(diǎn)的外力對(duì)泵軸心線力矩為零的條件下，壓水室中水流速度將有特殊的分布規(guī)律，這一規(guī)律可以由動(dòng)量矩定理獲取。由此得到重要結(jié)論：水流對(duì)泵軸心線的力矩為零時(shí)，蝸殼中水流的速度矩為常數(shù)。因此，不論蝸室在軸斷面上形狀如何，都必須保證在設(shè)計(jì)流量下水流速度分布符合這一要求。（1）收集從葉輪流出的液體，并輸送到排除口或下一級(jí)葉輪吸入口。（2）保證流出葉輪的流動(dòng)是軸對(duì)稱的，從而使葉輪內(nèi)具有穩(wěn)定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以減小葉輪內(nèi)的水力損失。（3）降低液流速度，使速度能轉(zhuǎn)換成壓能。（4）消降液體從葉輪的流出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以避免由此類造成的水力損失。壓水室的種類有三種，相互比較，螺旋形壓水室有以下優(yōu)點(diǎn)，壓水室的流動(dòng)比較理想，適應(yīng)性較強(qiáng)，高效率范圍寬。因此螺旋形壓水室為泵壓水室的首選的考慮對(duì)象，但其流道不能機(jī)械加工，尺寸形狀。表面粗糙只能靠鑄造來(lái)保證，所以要保證螺旋形行壓水室的形狀的設(shè)計(jì)質(zhì)量鑄造及工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量是關(guān)鍵。葉片式壓水室一般可以單獨(dú)制
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