【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 片彎曲，增加葉片進(jìn)口過(guò)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(duì)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。所謂葉片繪型就是畫(huà)葉片，為此，應(yīng)該在幾個(gè)流面上畫(huà)出流線（葉片骨線）。然后按一定規(guī)律把這些流線串起來(lái)，變成了無(wú)厚度的葉片。畫(huà)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(huà)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(kāi)成平面，在展開(kāi)的平面上畫(huà)流線，然后，在展開(kāi)圖上畫(huà)出流線，按預(yù)先作好的記號(hào)，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。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(zhǎng)度，和圓周方向上的長(zhǎng)度相等，即=。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(kāi)流線只要求其與圓周方向上的夾角和空間流線的角度對(duì)應(yīng)相等。展開(kāi)流線的長(zhǎng)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(kāi)，展成平面。由此可見(jiàn)，空間流線穿過(guò)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(duì)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(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?？丛O(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)，