流体机械课程设计说明书.docx
江苏大学题目:流体机械及工程课程设计任务书学生姓名：专业班级：流体0903班学号：起止日期：2013.01.19设计依据：流量Q：60m3h扬程H：125m转速n:2900r/min效率：(%)空化余量NPSHR(m)任务要求：1 .利用速度系数法进行叶轮的水力设计。2 .绘制叶轮的木模图和工作图。3 .撰写课程设计说明书4 .完成AutoCAD出图目录第一章结构方案确实定34.1 确定比转数3确定泵进、出口直径31.3泵进出口流速31.4 确定效率和功率41.5 电动机的选择及轴径确实定4第二章叶轮的水力设计52.1叶轮进口直径DO确实定52.2叶轮出口直径正确实定52.3确定叶片出口宽度么52.4确定叶片出口安放角区62. 5确定叶片数Z63. 6精算叶轮外径D26第三章画叶轮木模图与工作图83.1叶轮的轴面投影图83. 2绘制中间流线93 .3流线分点（作图分点法）104 .4确定进口角4113. 5作方格网124. 6绘制木模图13参考文献14第一章结构方案确定1.1 确定比转数计算泵的比转数%,确定泵的结构方案。公式为式中Q单吸叶轮泵的流量，m3sH单级叶轮泵的扬程，mo那么：=36.551.2 确定泵进、出口直径泵的进出口直径。吸入口直径A由进口流速V5 （经济流速）决定,由于空化要求较高，应取较大的进口直径，以减小流速。初选匕=LO1.8m/s试选vs=1.5m/s那么4x60/36003.1415×1.5=118.94mm按标准取Ds=150mm而出口直径A按经验公式A=（0.71.0）OS确定。对于高扬程泵，那么取。d=0$Q=120mm1.3 泵进出口流速泵进口速度VS、，4Q4x60/3600C,Vy=-=-=0.943msQ,3.1415×0.15泵出口速度VrfV手二4x60/33）由474环Qd3J415×0.121.4 确定效率和功率1）水力效率：%=1 + 0.0835 Ig :产=1 + 0.0835J 60/3600V 2900=0.8542）容积效率:1 1l+0.68<v3 -1 + 0.68× 36.55 =0. 942只考虑叶轮前密封环的泄漏的值3）估算机械效率：,n=1-0.07-om（11oo）7z60°2=0.754考虑轴承填料损失2%4）总效率：=hvm=0.854×0.942×0.754=0.611.5 电动机的选择和轴径确实定轴功率：QH9.8×103×60×125Pa=-=33.47kw10001000×3600×0.61选用电动机k=l.2那么原动机功率Pc=K2=L2X33.47=40.164kw泵轴的直径应按其承受的外载荷（拉、压、弯、扭）和刚度及临界转速条件确定。因为扭矩是泵轴最主要的载荷，所以在开始设计时，可按扭矩确定泵轴的最小直径（通常是联轴器处的轴径）。如如9550?9550×1.2P9550x40.164扭矩=132.26Nmnn2900泵轴选用取=500*l（）5p4,材料为45号钢。132.261 0.2×500×105 =23.6mm采用标准化轴径取d=25mm 单级单吸式取dh=o第二章 水力设计（速度系数法）2.1 叶轮进口直径DO确实定兼顾汽蚀与效率取k0=4 1进口当量直径DO=鼠胫=4. IX 秒Zl甄=74 mm又 dh=°mm2.2 叶轮出口直径D2确实定查表8-12得，修正系数kD2取L145心=9.35右儒）7.7D2 = ADJ =317 run 取 D2=320mm2.3 确定叶片出口宽度七查表8-13,修正系数Kb2取1.697/=0.64%（念）%=0.472.4 确定叶片出口安放角以一般取 P, = 15"45"这里取, = 35。2.5 确定叶片数Z%30-4545-6060-120120-300Z8-107-86-74-6取Z=82.6精算叶轮外径D2第一次精算1 .理论扬程H,H1=H/h=125/0.854=146.4m2 .修正系数收压出室选择蜗壳式的，a=0.650.85,取a=0.83 .静矩S=0.012m24 .有限叶片数修正系数PR2P=犷一=0.34ZS5 .无穷叶片数理论扬程”EHz=(1+P)7z=196m6 .叶片出口排挤系数中2叶片出口真实厚度2取4mm,叶片出口轴面截线与流线夹角入2取90°7 .出口轴面速度匕,2V,=2.2ms,2D1v8 .出口圆周速度町=45.4ms9 .叶轮外径A60u,D=300mmm第二次精算取D2=300mmS=0.01P=0.36=0.94Hao=200m2=2.35ms%=46msD2=304mm两次精算误差小于2%,取D2=304mm第三章画叶轮木模图与工作图3.1 叶轮的轴面投影图叶轮各部的尺寸。2、5、仇确定之后，画叶轮轴面投影图。画图时，参考相近比转速、性能良好的叶轮图作为参考。轴面投影图形状力求光滑通畅。轴面投影图如下列图所示。绘制好轴面投影图后，检查流道的过水断面变化情况。过流断面面积F其中：Re轴面液流过流断面形成线重心的半径b轴而液流过流断面形成线的长度各流道面积计算，叶轮流道面积检查图如下：要求该曲线有平滑的变化规律，否那么必须修改轴面投影图，直到符合为止。3. 2绘制中间流线在轴面液流过流断面形成线上取一点，而后计算此点两边的面积，面积相等那么此点即中间流线上的一点；如面积不相等，那么将此点向面积大的一面移动，再检查两边面积是否相等，进行修改，直到两面积相等为止，即得到流线所经过的点。3.3 流线分点(作图分点法)在轴面投影图旁，画两条夹角等于。的射线(=5o-IOo)。本设计中40=l()°。从出口开始，沿轴而流线试取§,假设中点半径对应的两条射线间的弧长/,与试取的相等，那么分点正确。如果不等，另取$,直到AS=Z°根据上述方法将前后盖板流线及中间流线分点。分点情况如下：3.4 确定进口角力因为是圆柱叶片，只画出a,b,c三点中一点的过水断面流线，如图，并计算叶片进口处的速度)in必=12.1m/s60=4.58m/s其中：=>l1+卜火夕Q/为过a点的过水断面面积a乃Djsin90J叶片进口液流角/J=awtan且四Wlw/进而得到叶片进口安放角B=伏+邪取B=3.26°采用编程迭代的方法计算。先假定一个,J带入上式计算出?产再用反算,/观察计算值与假定值是否相等，相等那么计算正确。数据如下列图；得B尸24°3.5 作方格网叶片绘型时，要求叶片在出口处能有一段叶片安放角保持不变，而其他局部角度变化应尽量均匀。叶片加厚数据3.6 绘制木模图画出具有轴面截线并已加了厚度的轴而投影图.在叶轮的轴面截线图上，作垂直于叶轮轴心线的直线，这些直线实质上就是一些垂直于叶轮轴心线的平面,通常称为割面或等高面,它们与叶片的交线就是叶片的模型截线。直线是等距离的，但亦可不等，视设计需要而定，叶片扭曲较大处，距离可取小一些.根据D、d画叶轮平面图，并作出与轴面投影图上轴面截线相对应轴向截面.在平面图上先画出叶片与后盖板交线的投影，然后再作模型截面与叶片相交的投影。参考文献1 .泵的理论与设计关醒凡机械工业出版社2 .现代泵技术手册关醒凡1959.93 .叶片泵原理及水利设计查森
