【正文】 ? 中點半徑對應(yīng)的兩射線間的弧長 u? ，與試取的 s? 相等，則分點是正確的，如果不等就逐次逼近，直到 s? = u? 為止。與逐點計算分點法相同，一般取 ?? =?3 ～ ?5 。 b).作圖分圖法 在軸面投影圖旁，畫兩條夾角等于 ?? 的射線。繼之，從分得的點起分第 …點。如果算得的 u? 等于預(yù)取的 s? ，分點是正確 的。 流線分點的方法很多，現(xiàn)在介紹兩種： a).逐點計算法： ru ?? 2360??? 式中 ： ?? — 任取的兩軸面間的夾角，一般取 ?? =?3 ～ ?5 ，取的度數(shù)越小，分的點就越多； r — 流面上的扇行中心（軸面流線兩分點中間）的半徑。因為流面可以用軸面圖和平面圖表示，因此，分點 在軸面圖上沿一條流線（相當(dāng)于一個流面）進行。 因為所有繪制扭曲葉片的方法，均適宜繪制圓柱葉片，故以扭曲葉片為例進行敘述。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。展開流線的長度和形狀則于實際流線可能不相同。 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。當(dāng)所分的這些小扇行足夠小時，則可以把流面上的曲面扇行，近似看作是平面小正方形。 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)計說明書 流體機械畢業(yè)設(shè)計說明書 21 繪型原理：在一流面上，其上有一條流線。通常這種作圖，是借助特征線利用插入法進行的。 流面是一個空間曲面，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。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。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(yīng)選較大正沖角。 計算葉片進口速度 步驟和計算過程 如下： (1)作葉片進口邊 (2)計算各流線的進口速 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)計說明書 流體機械畢業(yè)設(shè)計說明書 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)計說明書 流體機械畢業(yè)設(shè)計說明書 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，增加葉片進口過流面積，且采用正沖角，在設(shè)計流量下，液體在葉片進口背面產(chǎn)生脫流。并要求所做的進口邊應(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。葉片進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。但是也可以 不在一個軸面上，在葉輪的軸面投影上作葉片的進口邊，應(yīng)盡量使葉片進口邊之間的幾條流線趨于相等。按每個圓環(huán)面積相等確定分點。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%。 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，檢查時可以近似的取每一小段弧線的中心點作為該小段的形心。在同一過流斷面上分成的每一單元過流斷面面積都相等。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 流體機械畢業(yè)設(shè)計說明書 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 。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面積相等的單元面積。4ri i iFr??計算 各相應(yīng)點的過流 面積 。2r …… 39。0r 、 39。并分別按上述方法計算出 iii brF ?2? 。 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。 (2)連 接相應(yīng)的圓心與前后蓋板的切點，如圖 中三角形 AOB，將三角形中垂線 OC 三等分。內(nèi)切圓個數(shù)越多，檢查的精確度越高。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。 （ 7） 參考相似的水力模型做葉片的軸面投影圖。 （ 5） 做軸心線 0— 0的平行線 GH，使 GH距軸心線的距離為 02D 。 （ 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。 繪制軸面投影圖 （ 1）取 1/2 hd ，做軸心線 0— 0 的平行線 2 30hdDE mm?? 。 這里設(shè)計的葉片為扭曲葉片，形狀較為復(fù)雜，所以采用保角變換法來繪型。 葉輪各部的尺寸確 定之后，可畫出葉輪軸面投影圖，繪 圖時，最好選擇 sn 相近、性能良好的葉輪圖作為參考，考慮設(shè)計泵的具體情況加以改進。 計算結(jié)果： 2 ?2222 Z c t g1 1 + ( 0 . 92D s i nk ????? ? ?） 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 流體機械畢業(yè)設(shè)計說明書 13 葉輪的繪型 葉輪是影響離心泵性能的主要零件。這種情況下，需用求得的 2D 或任何假定一個 2D ，按上述步驟重新進行計算，直到求得的 2D 與假定的 2D 相同或相近為止。 第一次逼近計算時所用的 2D 由前面粗算出的 2D 。 葉片出口邊厚度： i22 501 4 . 3 0 . 2 0 2 + 1 3 . 5 16Hk D m mZ? ? ? ? ? ? ? 則取葉片進口 邊 厚度為 ，出口 邊 厚度為 4mm 。但是根據(jù)以往優(yōu)秀葉輪的設(shè)計參數(shù)，這里取 2 28? ?? （ 2）求葉片出口排擠系數(shù)，需要缺點葉片厚度 2? ，軸面截線與軸面流線的夾角取 ??902? 。 （ 1）葉片出口安放角 2? 一般在 ???4016 范圍內(nèi)，通常選用 ???3020 。方法是以基本方程式為基礎(chǔ)，從理論上講是比較嚴(yán)格的，但選其中有用的水力效率， 有限葉片修正系數(shù)，也只能用經(jīng)驗公式計算，實踐證明：精確計算的數(shù)值基本可靠的。根據(jù)以往優(yōu)秀葉輪的葉片數(shù)我取 Z=6。 由此可推出 2D 的計算公式為： 32 2/2 nQkD D? 1122D2 859 . 3 5 ( ) 9 . 3 5 ( ) 1 0 . 1 41 0 0 1 0 0snk ??? ? ? ? 3322 / 2 0 . 0 2 21 0 . 1 4 0 . 1 9 92950D QD k mn? ? ? ? 取 2 202D mm? 葉輪出口寬度 2b 的計算和選擇 55662 850 . 6 4 ( ) 0 . 6 4 ( ) 0 . 5 9 91 0 0 1 0 0sb nk ? ? ? ? 3322 / 2 0 20 . 5 5 9 0 . 0 1 12950b Qb k mn? ? ? ?.02 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 流體機械畢業(yè)設(shè)計說明書 11 取 2 13b mm? 葉片數(shù)的選擇 葉片數(shù)對泵的揚程、效率、汽蝕性能都有一定的影響。為了減小壓水室的水力損失，應(yīng)當(dāng)減小葉輪出口的絕對速度?？梢娪绊憮P程的幾個參數(shù)之間有互為影響，因此，必須假定某些參數(shù)為定值的條件下，求解葉輪外徑。都希望減小 1w ，若假定 1w 最小，可推出計算葉輪進口直徑的公式 進口當(dāng)量直徑： 330 / 2 0 . 0 2 24 . 4 0 . 0 8 62950e QD k mn? ? ? ? （ 0k =～ 兼顧效率與汽蝕） 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 流體機械畢業(yè)設(shè)計說明書 10 輪轂直徑： (1 . 2 ~ 1 . 4 ) 0 . 0 4 2 1 . 4 0 . 0 5 8 8hbd d m? ? ? ? 取 60mmhd ? 所以葉輪進口直徑： 2 2 2 20 0 . 0 8 6 0 . 0 6 0 . 1 0 4 8ehD D d m? ? ? ? ? 取 0 104D mm? 葉輪出口直徑 2D 的計算 葉輪外徑 2D 和葉片出口角 2? 等出口幾何參數(shù)，是影響泵揚程的最重要的因素。 決定葉輪內(nèi)水力損失的是相對速度的大小和變化，所以應(yīng)該考慮泵進口相對速度的影響，通常在葉輪流道中相對速度擴散的，即 21 ww? 。 葉輪進口直徑 0D 的確定 葉輪進口直徑 0D 與進口速度有關(guān)，從前限制進口速度 0v 一般不超過 3～ 4m/s.認(rèn)為進一步提高葉輪進口流速會降低泵的抗汽蝕性能和水力效率。33N 3 3 . 08 4n 2 9 5 09 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 0 7 . 1NM N m? ? ? ? ? ? ? 按鈕矩計算軸徑的公式為： ? ? 33 51 0 7 . 1 0 . 0 2 50 . 2 0 . 2 3 4 3 1 0NMdm?? ? ??? 取 聯(lián)軸器處 ? 輪轂處軸徑 ? （注：泵軸材料選用普通優(yōu)質(zhì)碳鋼。可做粗略修改，并圓整取為標(biāo)準(zhǔn)值。開始設(shè)計時首先按扭矩確定泵軸的最小直徑。 1 . 2 2 7 . 5 7 3 3 . 0 8 4N K N k w? ? ? ? （工況變化系 數(shù) K=～ ） 7611 0 0 7 1 0 0 % 9 2 %()100m sn? ? ? ? ?.2 / 31 1 0 0 % 9 7 %1 0 .6 8v sn? ?? ? ??1609 . 8 1 0 0 0 5 03600 2 7 .5 71 0 0 0 1 0 0 0 0 . 7 9QHN k w? ? ? ? ?? ? ??h mv 100% %?? ??? ? ? 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 流體機械畢業(yè)設(shè)計說明書 9 由此確定選用 Y200L22 電動機 ,功率 37KW,轉(zhuǎn)速 2950 轉(zhuǎn) /分 ,工作電壓 380V,工作電流 ,功率因數(shù) 。 （ 1） 機械效率 （ 2） 容