【正文】 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。通常，所選離心泵的流量、壓頭可能會和管路中要求的不一致 ，或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，此時都要求對泵進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，實質(zhì)是改變離心泵的工作點。 JUNE 2020 [14] 陳乃祥 , 吳玉林．離心泵．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． 180 [15] 李世煌，葉片泵的非設(shè)計工況及其優(yōu)化設(shè)計，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [16] 李世煌，吳桐林 . 水泵設(shè)計教程，機(jī)械工業(yè)出版社， 離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 42 附錄 A 譯文 （一）離心泵使用時的調(diào)節(jié)方式與能源耗損分析 離心泵是廣泛應(yīng)用于化工工業(yè)系統(tǒng)的一種通用流體機(jī)械。 我要特別感謝我的父母，感謝他們在我讀大學(xué)期間所給予我的支持和鼓勵，使我能夠坦然地面對一些挫折和心理上的陰影，最終順利地完成了論文。該公司為我的課題研究提供了實驗方面的條件和有關(guān)資料。在此向?qū)煴硎旧钌畹母兄x和崇高的敬意。 離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 40 致謝 本設(shè)計在導(dǎo)師郭仁寧教授的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到完成的過程當(dāng)中，自始至終都得到了導(dǎo)師郭仁寧教授的指導(dǎo)和幫助。通過計算葉輪的強(qiáng)度也要滿足設(shè)計要求，在達(dá)到強(qiáng)度及尺寸要求時，對葉輪的技術(shù)也有一定的要求。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。除此之外，在設(shè)計當(dāng)中為了得到更加完美的葉輪結(jié)構(gòu)，必須對葉輪的葉片數(shù) Z 和葉片的厚度精確計算。 本文主要對離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，主要運(yùn)用速度系數(shù)設(shè)計法設(shè)計計算葉輪。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 7 結(jié)論 葉輪機(jī)械主要的能量轉(zhuǎn)換是在葉輪中完成的，因此設(shè)計高效率的葉輪對離心泵的節(jié)能降耗有重要意義。s design change quantity parameter sketch map 11223329 1 11 0 0 1 0 0ssnnDnn???? （ 68） 55663320 .6 0 .81 0 0 1 0 0ssnnbnn??? （ 69） 11 DbD???? （ 610） 130 40??? （ 611） 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 215 40??? （ 612） 0 /ms? ? （ 613） 流道擴(kuò)散限制： 1 ???? （ 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)計的數(shù)字模型為： m in ( ) [ ]Tf x P?? （ 616） 0 1 2 2 1 2()Tx D b D b ??? （ 617） 310( ) 3 .5 0Qg x D n? ? ? （ 618） 320( ) 4 .0 0Qg x Dn? ? ? （ 619） 12 332( ) 1 1 0100sn Qg x Dn? ? ? （ 620） 12 340( ) 9 0100sn Qg x D n? ? ? （ 621） 56 352( ) 0100 sn Qg x bn? ? ? （ 622） 56 362( ) 0100 sn Qg x b n? ? ? （ 623） 11720( ) 04DbgxD??? ? ? （ 624） 離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 38 11820( ) 04DbgxD??? ? ? （ 625） 91( ) 30 0gx ?? ? ? （ 626） 10 1( ) 40 0gx ?? ? ? （ 627） 11 2( ) 15 0gx ?? ? ? （ 628） 12 2( ) 40 0gx ?? ? ? （ 629） 13 20( ) 04QgxD?? ? ? （ 630） 1. 6314 2( ) 3 0g x Z ??? ? ? （ 631） 115 2( ) 1 0gx ??? ? ? （ 632） 116 2( ) 1 .4 0gx ??? ? ? （ 633） 優(yōu)化方法結(jié)論 建立數(shù)學(xué)模型時選取了影響泵性能比較大的 6 個參數(shù)作為設(shè)計變量，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，具有工程實用價值。 約束條件 本設(shè)計 主要目的是提高效率，所以 0 ? ；由 300QDKn?得 3303 .5 4 .0Dnn?? （ 67） 圖 61 葉輪設(shè)計變量參數(shù)示意圖 The leaf39。()hP gQ h h?? ? ? ? ? （ 65） 4） 總能量損失 P? mhP P P P?? ? ? ? ? ? ? （ 66） 設(shè)計變量的確定 選擇對泵性能影響較大的參數(shù)葉輪進(jìn)、出口直徑 0D 和 2D ，葉片進(jìn)、出口寬度 1b 、 2b ，離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 36 葉片的進(jìn)、出口安裝角 1? 、 2? 等六個參數(shù)作為設(shè)計變量，葉片數(shù) Z 作常量來處理。 39。 2 2121 ()2h g? ? ?? ? ? （ 64） 39。 39。39。si nmrDuD?????????? 222mmK gH? ? ； l ：葉片長度； Z ：葉片數(shù)； fC ：損失系數(shù)，取 。1。h? ： 22 2 1239。cos。2。 數(shù)字模型的建立 目標(biāo)函數(shù) 本設(shè)計以泵的效率最高即損失最小為目標(biāo)函數(shù)，葉輪能量損失 P? 主要包括圓盤能量損失 mP? 、泄漏損失 vP? 、水力損失 hP? ，其數(shù)字模型分別為 ： 1） 圓盤能量損失 mP? 6 32221 .2 1 01 3 .3mP gu D????? （ 61） g ：加速度； ? ：液體密度； u ：葉輪出口圓周速度。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 。據(jù)統(tǒng)計，在全世界范圍內(nèi)，泵的總功率約占總發(fā)電量的三分之一。在生產(chǎn)實踐中由于清砂除刺不徹底，而影響產(chǎn)品性能的現(xiàn)象是常有的，經(jīng)試驗達(dá)不到要求的性能還要返修，花費大量工時，因此對葉輪 必須認(rèn)真清砂除刺?？梢詮那?、后蓋板上的切去多余的金屬，但切削部分應(yīng)與圓盤平滑相接。 表 53 葉輪的靜平衡允差 The quiet balance of leaf39。因此，必須把加工好的葉輪作靜平衡，以消除不平衡重量。 葉輪的技術(shù)要求如下：徑向跳動允差建議按表 51 中形位偏差Ⅶ級精度選用，斷面跳動允差建議按表 52中形位偏差第Ⅶ、Ⅷ級精度選用。離心泵性能與葉輪設(shè)計和制造（鑄造和加工 ）的好壞密切相關(guān)。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參考。我們認(rèn)為此種測繪方法，在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備條件下，不需進(jìn)行任何投資，就能較準(zhǔn)確地測繪出葉輪葉片的形狀。 由于葉片在使用過程中的磨損，以及鑄造缺陷等方面的原因，測繪中難免存在偏差，通過對 20 余種 ISO 型單級離心泵葉輪葉片的測繪，并把制造出的葉輪作性能試驗檢測，大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 從新舊葉輪的性能對比來看，測繪制作的葉輪，有 10 余種達(dá)到了 原有葉輪的性能指標(biāo)，有 3種甚至比原有性能指標(biāo)稍有提高。 比轉(zhuǎn)數(shù) 90sn? 的泵，一般用圓柱形葉片；比轉(zhuǎn)數(shù) 90sn? 的泵，一般用扭曲葉片。如果曲線無規(guī)則上下波動，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 Fl? 曲線滿意為止。作過流斷面面積 F 隨流道中線長度 l 的變化曲線， 如圖 44b 。 對應(yīng)于軸面投影圖中的內(nèi)切圓 ?? （內(nèi)切圓圓心距葉輪中心線距離為 1r 、 2r 、 3r 、 ?? ）作平面投影圖中的內(nèi)切圓（這些內(nèi)切圓圓心距葉輪中心線的距離也為 1r 、 2r 、 3r 、 ?? ）。 葉輪平面投影圖流道的檢查 對葉輪平面投影圖的流道也應(yīng)該進(jìn)行核算，如圖 44。其中 S 為葉片真實厚度。 11）以點 H 為圓心、以 HD 為半徑作弧，此弧必通過 G 點。 10）作半徑線 OG 。 8） 作半徑線 OF ，使 1iDOF ??? ? ? ，并與 1D 圓交于點 F 。 6） 連接半徑線 OD ，作直線 DE ，使 iODE ???，并與 AB 線交于 E 點。 O2 i?? ?2?i?1 i?? ?1? 離心式水泵葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 30 圖 43 圓柱形葉片葉輪的繪型 Cylinder form leaf slice leaf39。 2） 作中間圓 iD （一般取 212i DDD ??），按下式計算對應(yīng)于 iD 的 i? 1 2 11 21( ) ( )ii DDDD???? ???? ? （ 41） 3） 作半徑線 OA ，由 A 點作直線 AB ，使 2ABO ???。用一個圓弧畫的葉片較短、流道擴(kuò)散情況也不如用幾個圓弧畫成的葉片好，現(xiàn)以用兩個圓弧畫葉片的方法為例，作圖步驟如下： 1） 作葉輪的 2D =250mm 和 1D =100mm 。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，還要根 據(jù)具體情況作適當(dāng)?shù)男薷摹８弑绒D(zhuǎn)數(shù)的泵，可過 M 點（ M 點在前蓋板輪廓線上，徑向尺寸可等于或略大于葉輪入口直徑 0D ，如圖 42）作 MN 線，使 MN 線的延長線與軸線 OO? 的夾角 30 45? ? （混流泵可取 40 65? ? ）。 9）作葉片入口邊：對低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，入口邊可以平行于軸線，按計算的 1D 值作軸線的平行線即可。 7）以 JK 線上相應(yīng)的點為圓心，以 12b 為半徑作圓，使之與與葉輪后蓋板輪廓線相切。 6）作軸心線 OO? 的平行線 GH 和 JK 。 4）以適當(dāng)半徑作圓弧，使之與直線 DE 和 BC 相切，即得葉輪后蓋板的初步輪廓