【文章內(nèi)容簡介】 ，在葉輪的軸面投影上作葉片的進口邊，應盡量使葉片進口邊之間的幾條流線趨于相等。進口邊和流線夾角最好是直角。葉片進口邊軸面投影的形狀，從鑄造的角度出發(fā)，最好為一直線或是有一曲率的圓弧。葉片進口邊向吸入口方向適當延伸，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，并要求所做的進口邊應使前后蓋板的長度不能相差太大，否則容易產(chǎn)生二此回流。作圖時應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。（1）作葉片進口邊并計算葉片進口速度（2）計算進口角 假設 取與假定的相符。 得 得B流線葉片進口排擠系數(shù)：B流線軸面進口速速：B流線葉片進口液流角： B流線葉片進口沖角：C流線葉片進口排擠系數(shù)：C流線軸面進口速度：C流線葉片進口液流角： C流線葉片進口沖角：一般來說，應該采用正沖角，能夠減小排擠，增大過流能力，減小葉片彎曲，增加葉片進口過流面積，且采用正沖角，在設計流量下，液體在葉片進口背面產(chǎn)生脫流。因為背面是葉輪流道的低壓側(cè)，在這里形成的旋渦不容易向高壓側(cè)擴散，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，即泵在大流量下運轉(zhuǎn)，則應選擇較大正沖角?！∪~片繪型所謂葉片繪型就是畫葉片。為此，應當在幾個流面上畫出流線（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。在本次設計中，采用保角變換法進行葉片繪型。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，使之在流面上構成小扇形格網(wǎng)，并且令小扇形的軸面長度，和圓周方向上的長度相等。當所分的這些小扇形足夠小時，則可以把流面上的曲面扇形，近似看作是小平面正方形。流面上的小扇形從進口到出口逐漸增大。所謂保角變換，顧名思義，就是保證空間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相等。展開流線的長度和形狀則于實際流線可能不相同。因此只在相似，而不追求相同?？梢栽O想把流面展開成圓柱面，然后把圓柱面沿母線切開，展開成平面。由此可見，空間流線穿過流面上小扇形，將扇形兩邊分別切成兩段，相應的流線在平面方格網(wǎng)上，把正方形兩邊分別切成成比例的兩段，由相似的關系，則對應的角度相等，即保持角度不變，變換到（平面和軸面投影）上。因為所有繪制扭曲葉片的方法，均適宜于繪制圓柱葉片，故以扭曲葉片為例進行敘述。①沿軸面流線分點分點的實質(zhì)就是在流面上畫特征線，組成扇形格網(wǎng)。因為流面可以用軸面圖和平面圖表示，因此，分點在軸面圖上沿以條流線（相當于一個流面）進行。流面就是軸對稱的，一個流面的全部軸面流線均相同，所以只要分相應的一條軸面流線，就等于在整個流面上繪出了方格網(wǎng)。流線分點的方法很多，現(xiàn)在介紹兩種：a)逐點計算法： 式中：——任取的兩軸面間的夾角，一般取，取的角度越小，分的點就越多； —— 流面上的扇形中心（軸面流線兩分點中間）的半徑。分點的方法是葉輪出口，沿軸面流線任意取，量出段中點的半徑，按照計算。如果算得的等于預先取的，則分點是正確的。若不等于，重新取，再算直到兩者相等。繼而，從分得的點起，再分第2,3,4……點，這種方法的缺點是容易產(chǎn)生積累誤差。b)作圖分點法：在軸面投影圖旁，畫兩條夾角等于的射線。這兩條射線表示夾角為的兩個軸面。與逐點計算分點法相同，一般取。從出口開始，先試取，若的中點與半徑對應的兩條射線間的弧長，與試取的相等，則分點是正確的，如果不是相等的，就逐次逼近，直到=為止。第1點確定以后，用同樣的方法分第4……點。當流線平行軸線時，不變，用對應的截取流線即可，各流線用相同的分點。②畫展開流面（平面方格網(wǎng)）在其上繪制流線，因為保角變化法繪型時基于局部相似，而不追求局部相等，所以幾個流面可以用一個平面方格網(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分點，豎線表示夾角為對應分點所用的軸面，畫出方格網(wǎng)并把特征線進行編號。而后在其上繪制流線，通常先畫中間流線。流線在方格網(wǎng)上的位置應該與相應軸面流線分點序號相對應。進出口角度應與預先確定好的值相符，包角大小可以靈活掌握。型線的形狀極為重要，不理想時，應該堅決修改。必要時，可以改變?nèi)~片進口邊的位置，包角的大小等。進口邊在方格網(wǎng)中位于同一豎線上，進口邊的三點位于同一條0豎線上，表示進口邊位于同一軸面上，一般離心泵進出口邊都位于同一軸面上。離心泵繪型的流線不理想時，進出口邊均可不位于同一軸面上，如何布置，主要由方格網(wǎng)上流線的形狀和下步所述的軸面截線形狀的好壞來決定，如圖26所示。圖26 流線分點③畫軸面截線在方格網(wǎng)中畫出的三條流線，就是葉片的三條型線。用軸面（相當于方格網(wǎng)中的豎線）去截這三條流線，相當于用軸面去截葉片，所截三點的連線，時一條軸面截線，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，對應于編號4…… 的位置，用插入法分別插到軸面投影圖相應的三條流線上，把所得 的點連成光滑的曲線，就得到葉片的軸面截線。軸面截線應該光滑，按照一定的規(guī)律變化，軸面截線和流線的夾角最好接近，一般不要小于。角太小，蓋板和葉片的真實夾角過小，就會帶來鑄造困難、排擠嚴重和過水斷面形狀不良（濕周增長）等缺點。角可按照公式進行計算。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線所得的軸面截線為骨線向兩邊加厚，或認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算： 圖27 流面展開方格網(wǎng)和葉片厚度變化規(guī)律　繪制葉片木模圖繪制步驟：（1）在葉片的軸面裁剪圖上，做垂直于葉輪的垂線11，22……這些垂線實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。它們于葉片的交線就是葉片的木模截面。如果從葉輪入口方向看，葉輪為逆時針方向旋轉(zhuǎn)。我們就把葉片工作面的木模截線畫在平面投影圖的右側(cè)，把背面的木模截線畫在投影圖的左側(cè)。本此設計的葉輪為逆時針方向旋轉(zhuǎn)，直線11，22……是等距離的，但也可以不是等距離?？丛O計者的需要，葉片扭曲較大處距離式可以取小一些。（2）以O點為圓心作葉輪外圓，并在其中做中心角為的軸面投影圖的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點垂直線的右部，于是便得到葉片的內(nèi)外極限輪廓線。他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，它們到軸心線距離分別為、。在平面投影圖上以0為圓心，以、為半徑畫弧交于0、Ⅰ、Ⅱ軸面投影線于a、b、c三點，將a、b、c三點光滑連接，就可以得到割面11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（注：在制造葉輪模型時，常常直接利用葉片木模裁剪圖，因此，應在箔尺上量取葉片裁剪圖的尺寸，如果沒有箔尺，鑄鐵葉輪的所有尺寸應該加作為收縮量，鋼和銅的葉輪應該加作為收縮量），木模截線圖如圖28所示。圖28 木模剪截圖在前面的設計計算中，得到了各流線上的葉片的進出口流速，軸面流速，圓周速度，以及葉片的進出口液流角或出口角，加之葉片出口的圓周分速度，則可以作出進出口速度三角形。圖29 葉片進口速度三角形圖210 葉片出口速度三角形 ３壓水室的水力設計吸水室位于葉輪之前，壓水室位于葉輪之后，它們一起構成泵的過流部件，因為吸水室和壓水室是固定的過流部件。一般不引入相對速度來研究其流動。通常所說的壓水室是指螺旋型的壓水室，環(huán)型壓水室和導葉體的總稱。獲得能量的水流沿葉輪圓周流出后，將進入泵的壓水室。壓水室是泵不可缺少的重要過流部件，其設計、制造水平高低，對泵的性能，特別是泵的效率指標和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構形式，但它們的基本功能則是相同的：收集從葉輪中的來流，將水流送到泵出口或下一級葉輪入口；水流在葉輪出口處絕對速度比較大，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能轉(zhuǎn)化為壓力能的結果，將使水流在泵出口管路中的水力損失減小。應該指出，由壓水室排出的流量，在設計點，應當是用戶給定的設計流量，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，設計中也不引入相對速度的概念。單級單吸及單級雙吸泵中主要采用壓水室為螺旋形壓水室，多級泵中則采用徑向或流道式導流器及空間導葉。螺旋形壓水室具有適應性強，效率高，高效區(qū)寬的優(yōu)點，其主要不足是過流內(nèi)表面難以機械加工。螺旋形壓水室由一段面積不斷增大的螺線管（蝸殼）和一擴散管構成。　壓水室的作用（1）收集從葉輪流出的液體，并輸送到排除口或下一級葉輪吸入口。（2）保證流出葉輪的流動是軸對稱的，從而使葉輪內(nèi)具有穩(wěn)定的相對運動，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)運動，以避免由此類造成的水力損失。壓