【正文】 式中 H ——揚(yáng)程(m)——介質(zhì)密度(kg/m3) ——重度(N/m3)Ne——有益功率(kw)由公式 =62% (24) 式中 ——傳動效率N ——軸功率(kw)N==取N=則電動機(jī)功率 Nd=式中 Nd ——電動機(jī)功率(kw) k——功率富裕系數(shù)， —（功率大使取小值） ——傳動效率，—，直接傳動時(shí)為1。所以 Nd=== (，) (25)從《機(jī)械零件》可以查得，可按下式計(jì)算泵軸傳遞的扭力矩 M===?cm (26) 由扭矩初步計(jì)算最小軸徑，由材料力學(xué)可知d= (27)式中 [p]——材料的許用切應(yīng)力(kg?cm)d ——最小軸徑cm.由于泵軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理，查得許用應(yīng)力為50—60 MPa,這里取[p]=50MPad===由于泵在運(yùn)行中，除了承受扭矩外，還承受由渦室產(chǎn)生的徑向力，葉輪自吸及其由靜不平衡所引起的離心力，均會使軸產(chǎn)生彎曲，所以按扭矩公式計(jì)算的最小軸徑并非實(shí)際的最小軸徑。 HR為揚(yáng)程比，如果用H表示泵抽送清水時(shí)的揚(yáng)程，Hm表示抽送固液兩相液體時(shí)的揚(yáng)程，則HR=，當(dāng)泵抽送固液兩相液體時(shí)，影響泵的因素很多，如泵的流量、轉(zhuǎn)速、葉輪直徑、固體濃度、固體顆粒直徑、固體密度、固體顆粒粒度分布、混合物的粘性系數(shù)等等，但一般認(rèn)為其中最主要的影響因素有固體濃度、顆粒當(dāng)量直徑和固體密度。 n=n(d,)SELLGREN(S1)07BURGESS公式中的n的經(jīng)驗(yàn)公式：n=(+)S (28)式中 d——為固體當(dāng)量直徑(mm) 計(jì)算得 S=由公式S= (29)式中 ——液相密度 m——固相密度可得m= 葉輪的進(jìn)口直徑D0在葉輪的進(jìn)口處有VfVs=Uei (210) Vf——液相速度(m/s) Vs——固相速度(m/s)Uei——臨界沉降速度(m/s)根據(jù)瓦斯普提的計(jì)算公式可求得：Uei= (211)式中 Cdi——固體顆粒阻力系數(shù)，一般取Cdi=；dsi——固體顆粒的當(dāng)量直徑（m）dsi=CDe (212)式中 C——系數(shù)，一般取 C= De——水流當(dāng)量直徑(m)De=KBe (213)式中 KBe——修整系數(shù)，KBe=—取KBe=4將(212)、(213)、代入(211)可解出臨界沉降速度Uei.De=4=dsi== Uei==水的畸變速度Vf可由下式計(jì)算 Vf= (214)式中Qf—水的流量(m3/s) Qf=(1Cv)Q (215)將(215)代入(214)可求得Vf,將Uei 、Vf代入(210)可求得固體顆粒速度Vs。葉片數(shù) N一般取取N=3—5，從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，為改善渣漿泵的通過性能， 應(yīng)盡量取N=5。為了減小壓水室的水力損失，應(yīng)當(dāng)在在滿足設(shè)計(jì)參數(shù)的條件下使葉輪出口的絕對速度最小，并以次來確定葉輪的出口直徑D2。kc=Cv+(1 Cv) ( 223) =+() =b2=() =36mmb1==44mm葉片進(jìn)口安放角 1=′+ ( 224)式中 ′——入口液流角 ——沖角，一般取5o—10o,主要考慮提高泵的吸入性能和通過性能。一般取 =20176。,取=20176。葉片包角為保證葉片安放角線性變化，或者變化較為平緩，包角對應(yīng)不同比轉(zhuǎn)數(shù)的泵有不同的最佳值。 =o+ ( 228)式中 =3o—10oo=式中 r1 ——葉片出口直徑（mm）r2——葉片進(jìn)口直徑(mm)o =130o葉片厚度通常取=2—=4mm計(jì)算葉片出口圓周厚度： = ( 229)式中 ——葉輪出口軸面截線與流線的夾角，常取=70o—90o,取=80o=4 =前、后蓋板的形狀和厚度葉輪的蓋板的磨損較為嚴(yán)重，尤其是后蓋板與葉片進(jìn)口邊相交處，暫取前、后板的厚度均為8mm，設(shè)計(jì)葉輪入口處前蓋板的軸面為一個(gè)圓弧，可有效減小脫流，并減小渣漿對后蓋板的沖擊。高硬度耐磨材料，葉輪入口后蓋板應(yīng)該有凸出的、由光滑圓弧形成的輪轂頭。葉片采用變角螺旋線型，其特點(diǎn)是數(shù)學(xué)模型簡單，葉片包角可自由選擇，并在任意包角下保持葉片角的均勻變化，便于優(yōu)化設(shè)計(jì)，其線型符合葉輪中固體的運(yùn)動的軌跡，損失小，磨損均勻，是目前最新型的圓柱型葉片。（2）背葉片的片數(shù)： 背葉片通常取8—13枚，或者為葉片數(shù)的兩倍，由于葉輪片的數(shù)目為5，因此取背葉片的數(shù)目為10。背葉片出口附近的線速度及濃度較高，為了減小該處與對應(yīng)的前后護(hù)板處的磨損，背葉片出口附近有一定的傾斜度，傾斜范圍又葉輪半徑的2/3到葉輪外圓，出口處背葉片的高度為總高度的1/2到2/3。（5）背葉片的寬度：背葉片的寬度取6mm 。 （1）基圓直徑D3 D3=（—）D2 (232) 故取D3=330mm（2）進(jìn)口寬度b3： b3=（b2++）+C1 (233) = (36+8+8+14)+20= 86mm 式中 ， ——葉輪前后板的厚度，包括前后背葉片的厚度。（3）隔舌安放角的設(shè)計(jì)： 隔舌不僅對泵的性能，而且對護(hù)套的抗磨性有顯著的影響。 （4）渦室斷面面積先求出渦室畸變速度V3f，固體顆粒速度V3s ,然后求出水流過流面積F3f和固體過流面積F3s , 則渦室第Ⅷ斷面面積為： FⅧ=F3f+ F3s (234) 采用等速度法，即渦室各個(gè)斷面的速度相等，可求出渦室中的介質(zhì)速度： V3=Kv3 (235) = =由兩相流原理得：V3fV3s =uei聯(lián)立兩式 V3f= V3s=F3f== 103m2F3s===FⅧ=F3f +F3s = 103 m2由于介質(zhì)從葉輪均勻流出，故斷面面積均勻變化。（5）螺旋形渦室的繪圖計(jì)算完以上的尺寸后，就可以繪制圖紙了，在繪型時(shí)，既要考慮計(jì)算時(shí)所選定的尺寸，又要考慮結(jié)構(gòu)安排的可能性。繪型具體步驟如下：在平面圖上畫出坐標(biāo)軸，并作基圓。做出軸面圖的寬度，并以此寬度作梯形，使等腰梯形面積大于VⅧ斷面面積。一般取30176。,比轉(zhuǎn)數(shù)大，此角可取大些，反之，取得小些。按結(jié)構(gòu)和工藝要求，將梯形的四個(gè)角修圓，修圓后的梨形面積等于計(jì)算的Ⅷ。將各個(gè)斷面的徑向尺寸移到平面圖的相應(yīng)斷面上。做泵舌安放角，此角與螺旋形渦室輪廓線的交點(diǎn)即為泵舌的位置。擴(kuò)散管應(yīng)具有適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散角，還有標(biāo)準(zhǔn)的吐出徑。擴(kuò)散管長度取整數(shù)。為了保證泵的性能，護(hù)套各過流斷面的面積應(yīng)適當(dāng)，另外，為了不使渣漿顆粒在護(hù)套外壁集中，該壁面應(yīng)為直線，綜上所述，護(hù)套各斷面形狀應(yīng)為矩形。使得泵的性能發(fā)生變化，渣漿濃度越高，泵的揚(yáng)程越低，同時(shí)最佳的效率點(diǎn)向小流量移動。（7）護(hù)套與隔板的間隙 護(hù)套與護(hù)板間隙處經(jīng)常受到渣漿的嚴(yán)重磨損，該間隙傾斜的角度越小，間隙值越小，間隙 長度越大越抗磨。 （8）壁面的磨損渣漿泵輸送的介質(zhì)含有固體顆粒，因而磨損是渣漿泵面臨的主要問題之一，解決磨損問題的途徑有三條：一是選用適當(dāng)?shù)牟牧?，二是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)使得易磨損部件便于更損部位進(jìn)行加強(qiáng)；三是合理地進(jìn)行過流部件的水力設(shè)計(jì)。摩擦損失常見于葉輪、渦室及管道的彎曲部分。一是固體顆粒以較大的角度與壁面強(qiáng)烈沖擊而造成的沖擊損傷，這種損傷在陶瓷等脆性材料中容易發(fā)生。三是固體顆粒比較小的角度沿壁面運(yùn)動而造成的切削損傷，它容易發(fā)生在韌性較好的金屬材料上。當(dāng)液流的流速增加時(shí)，磨損也隨之增加，查有關(guān)資料介紹，沖擊損傷與流速的2～6 方成正比。防止沖擊損傷可以采用韌性材料，而增加材料的硬度可以減小切削損傷。在流道內(nèi)橡膠襯里也是經(jīng)常采用的方法。因此，螺旋形渦室是在一定的設(shè)計(jì)流量下，為了配合一定的葉輪而設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)流量下，渦室可以基本上保證流體在葉輪的周圍做等速運(yùn)動，因此葉輪周圍壓力大體上是均勻分布的，在葉輪上也不產(chǎn)生徑向力，葉輪和渦室是一致工作的。在設(shè)計(jì)流量時(shí)，渦室內(nèi)的流體流動速度和流體流出葉輪的速度基本是一致的，因此從葉輪流出的流體能平順地流入渦室，所以在葉輪周圍流體的流動速度和壓力是分布均勻的，此時(shí)沒有徑向力，在小于設(shè)計(jì)流離時(shí)，渦室內(nèi)的流體流動速度一定減慢。一方面渦室里流動的速度減慢，另一方面葉輪出口處流動的速度增加，兩方面就發(fā)生了矛盾，從葉輪里流出的液體，再不能平順地與渦室內(nèi)流體匯合，而是撞擊在渦室內(nèi)的流體上。流體從渦室前端流到渦室后斷的過程中，不斷受到撞擊，不斷增加壓力，致使渦室里壓力的分布曲線成為逐漸上升的形狀。同樣的分析，也可以說明在大于設(shè)計(jì)流量時(shí)，渦室里流體壓力是不斷下降的。在計(jì)算軸和軸承時(shí)，必須考慮作用在葉輪上徑向力，因?yàn)楸貌粫偸窃谠O(shè)計(jì)流量下工作在起動和停車時(shí)甚至要在流量下工作。因此，消除徑向力和減輕徑向力對軸的作用的十分必要的。離心泵是泵產(chǎn)品中及其重要的一種，約占各種泵的70%，其作用范圍是相當(dāng)?shù)拇螅覒?yīng)用面較廣，既然泵在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著如此巨大的作用，那么保證泵的順暢運(yùn)行就顯得尤為重要了，但根據(jù)對離心泵的調(diào)查，離心泵故障停機(jī)檢修多半是由軸封失效和軸承損壞所至，而軸封和軸承壽命均與泵的軸向力的大小有密切的關(guān)系，因此，泵的軸向力的研究具有十分重要的價(jià)值，只有準(zhǔn)確的了解泵的軸向力的大小并掌握其變化規(guī)律，以致最終做到對軸向力大小的控制，才能恰當(dāng)?shù)倪x擇軸承和密封，使泵的運(yùn)行可靠性得以提高，從而減少泵的故障停機(jī)檢修，延長泵的壽命，提高泵的利用率，這無疑具有巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。分析泵內(nèi)的流體運(yùn)動，應(yīng)在流體力學(xué)一般原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并考慮有關(guān)技術(shù)科學(xué)的部門，如水輪機(jī)、航空、壓縮機(jī)以及其他學(xué)科的實(shí)驗(yàn)研究成果，葉片泵的理論基礎(chǔ)是直接由流體力學(xué)的基本原理推演出來的規(guī)律。軸向力產(chǎn)生的原因是由于葉輪在液流內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，沿每個(gè)葉片的兩邊產(chǎn)生壓力差，所以，葉輪和液流產(chǎn)生力的相互作用。同時(shí)，液流對葉輪的前后蓋板以及暴露于液流中的轉(zhuǎn)子其他部分均會產(chǎn)生力的作用，泵腔中運(yùn)動流體對轉(zhuǎn)子壓力分布的積分結(jié)果表現(xiàn)為對轉(zhuǎn)子的一個(gè)很大的作用力，此力消除了徑向分量，還有軸向分量。二是由于液體流入葉輪吸入口及從葉輪出口流出，其速度大小及方向均不同，液體動量的軸向分量發(fā)生了變化。對于懸臂式葉輪，由于吸入壓力與大氣壓力不同而引起軸向力，其方向視具體情況而定，對于立式離心泵，轉(zhuǎn)子的重量也