1、课程设计说明书题目: 离心泵水力设计 院（部）： 机械工程学院 专业班级： 过控 08-1 班 课程设计 - 1 -课程设计任务书机械工程 院（部） 过程控制 教研室学号 学生姓名 专业（班级）题目 离心泵水力设计设计技术参数流量 Q：145 /h3m扬程 H：60 m转速 n: 2900 r/min效率 ：78%设计要求1.用速度系数法和解析计算法进行离心泵水力设计。2.编写设计计算说明书工作量1.离心泵结构方案的确定。2.离心泵水力过流部件（叶轮）主要几何参数的选择和计算。3.叶轮轴面投影图的绘制工作计划6 月 13 日到 14 日查阅相关资料了解设计大致步骤；6 月 15 日到 18 日
2、确定叶轮主要几何参数和编写说明书；6 月 19 日绘制叶轮轴面投影图；6 月 20 日上交说明书并做答辩；参考资料1.水泵及水泵站习题实验课程设计指导书2.泵的理论与设计 关醒凡 机械工业出版社 T414/193.现代泵技术手册 关醒凡 1959.94.离心泵 陈乃祥 吴玉林 TH311/C5275.离心泵与轴流泵原理及水利设计 丁成伟 T414.2/56.叶片泵原理及水利设计 查森 T414.2/7指导教师签字 教研室主任签字课程设计 - 2 -目 录第一章 绪论31.1 泵的用途31.2 泵的分类31.3 离心泵主要部件4第二章 结构方案的确定52.1 确定泵比转速52.2 确定泵进、出口
3、直径52.3 确定效率和功率以及电动机的选择52.4 联轴器处轴径的初步确定及轴的结构设计6第三章 叶轮的水力设计 7 3.1 叶轮进口直径 D0的确定 73.2 确定叶片入口边直径 8 13.3 确定叶片入口处绝对速度 和入口宽度 8V1b3.4 确定叶片入口处圆周速度 8u3.5 确定叶片数 Z 93.6 确定叶片入口轴面速度 和入口安放角 91m13.7 确定叶片出口安放角 和叶轮外径 9223.8 确定叶片厚度 9S3.9 计算排挤系数 913.10 确定叶片包角 103.11 确定叶片出口宽度 102b3.12 计算有限叶片时，液体出口绝对速度 以及 与 的夹2v2u角 1123.1
4、3 叶轮的轴面投影图以 12第四章 压水室的设计 124.1 基圆直径 的确定133D4.2 压水室的进口宽度134.3 隔舌安放角 134.4 泵舌安放角 134.5 断面面积 F 134.6 当量扩散角144.7 各断面形状的确定14计算数据汇总 16结束语 17参考文献 18课程设计 - 3 -第一章 绪论1.1 泵用途农业灌溉和排涝，城市给水排水；动力工业中锅炉给水泵、强制循环泵、循环水泵、冷凝泵、灰渣泵、疏水泵、燃油泵等；采矿工业的矿山排水泵、水砂充填泵；石油工业中泥浆泵、注水泵、深井才有泵、输油泵、石油炼制泵等；化学工业中耐腐蚀泵、比例泵、计量泵。1.2 泵的分类泵：通常把提升液体
5、、输送液体和使液体增加压力的机器统称为泵。（1）叶片泵：利用叶片和液体相互作用来输送液体，如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等。（2）容积泵：利用工作容积周期性变化来输送液体，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。（3）其它类型泵：只改变液体位能的泵，如水车；或利用流体能量来输送液体的泵，如射流泵、水锤泵等。流量在 520000 ，扬程在 82800 范围内使用离心泵比较合适。hm/3m优点：效率高、体积小、重量轻、转速高、流量大、结构简单、性能平稳、容易操作和维修等。缺点：启动前需要灌泵、液体粘度对泵性能有较大影响，如下图 1-1 所示。课程设计 - 4 -图 1-1 离心泵输送清水的粘
6、度极限1.3 离心泵主要部件 、 联 轴 器 等 主 要 零 部 件、 轴 承 体 、 托 架 、 支 架离 心 泵 还 有 泵 轴 、 中 段 衡 鼓 。多 级 泵 采 用 平 衡 盘 或 平 ，级 泵 用 平 衡 孔 或 平 衡 管平 衡 产 生 了 轴 向 力 ， 单： 作 用 在 转 子 上 的 力 不轴 向 力 平 衡 机 构 浮 动 环 密 封 。填 料 密 封 、 机 械 密 封 和内 ； 有 骨 架 橡 胶 密 封 、泵 外 和 防 止 空 气 进 入 泵 液 体 流 出有 轴 封 机 构 ， 减 少 压 力转 泵 轴 和 固 定 泵 体 之 间： 泵 轴 伸 出 泵 体 处
7、， 旋轴 封 机 构 。体 密 封 环 和 叶 轮 密 封 环 泵环上 分 别 安 装 了 两 个 密 封压 区 流 动 。 泵 体 和 叶 轮为 减 少 高 压 区 液 体 向 低密 封 环 叶 片 式 导 叶 。叶 、 流 道 式 导 叶 和 扭 曲螺 旋 形 、 环 形 、 径 向 导一 部 分 动 能 变 为 压 能 ； 轮 ， 顺 便 将的 引 至 吐 出 口 或 次 级 叶流 出 的 液 体 收 集 ， 均 匀： 以 最 小 损 失 将 叶 轮 中压 出 室 。环 形 、 半 螺 旋 形 吸 入 式匀 进 入 叶 轮 ； 锥 形 、 圆： 使 液 体 以 最 小 损 失 均吸 入
8、室 （ 很 少 用 ） 。式 、 半 开 式 和 开 式 叶 轮 成 ； 分 为 闭、 后 盖 板 、 叶 片 轮 毂 组体 的 零 件 ； 一 般 前 盖 板将 原 动 机 能 量 传 递 给 液离 心 泵 :课程设计 - 5 -图 1-2 离心泵的叶轮 第二章 结构方案确定 2.1 确定比转数计算泵的比转数 ns，确定泵的结构方案。公式为(101） 4/365.HQns式中 Q单吸叶轮泵的流量， m3/sH单级叶轮泵的扬程， m。则：43601529.sn=100.2242.2 确定泵进、出口直径泵的进出口直径 。吸入口直径 Ds 由进口流速 (经济流速) 决定，svssvQD4初选 23
9、.5 m/s 试选 m/s sv0.3sv则 0.3145.6/sD课程设计 - 6 -=132.983 mm按标准取 135 mmsD而出口直径 Dt 按经验公式 Dt（0.71.0）D s 确定。对于低压小流量泵，取泵出口直径，则取 =135 mmt2.3 确定效率和功率以及电动机的选择1）估算容积效率：3268.01svn= =0.94324.2）估算机械效率：2801smn= 0.9324.3) 总效率： 7.04）估算水力效率：vmh= =0.8894.037轴功率：1QHPa= =31.818 kw3607.058.9课程设计 - 7 -配套电机功率 =1.2 31.818=38.
10、182 kwacKP选用电动机查机械设计课程设计附表 9-1，选用 Y225M-2 型电 动机。其参数为同步转数为 3000 r/min，满载转数为 2970 r/min,额定功率为 45 kw。2.4 联轴器处轴径的初步确定及轴的结构设计1）轴径的确定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） 。扭矩 nPMc97360= =1281.862 kg cm218.泵轴选用 35 Q275，正火处理,查表 = ，取2(405)/kgcm:2450/kgcm最小轴径：mi
11、nd32.0nM= =24.24 mm345.8612）轴的结构设计考虑轴上零件的固定和定位，以及装配顺序，选用下图装配方案：课程设计 - 8 -图 1-3 轴上零件装备图第三章 水利设计（速度系数法）3.1 叶轮进口直径 D0的确定1)求 0V,查泵产品设计规程图 1-1-15 得 =0.2002KgH 0VKm/s859.60.9.2）求通过叶轮的流量 Qv= 0.047 36094.1sm/33）求叶轮进口直径 D00VQ= =93.407 mm859.614.373.2 确定叶片入口边直径 1D一般按 确定： =100 200 取 = =93.407 mm1Dsns:10D3.3 确定
12、叶片入口处绝对速度 和入口宽度1V1b取 = =6.859 1V0/ms11DQb课程设计 - 9 -= =23.454 mm859.603.145.7为提高气蚀性能可适当增大 ，取 =30 mm ,经验表明，叶片入口过流1b断面积和叶轮入口面积之比，在下列范围内较好：204.5D= =1.012 合适。4201Db493.05.323.4 确定叶片入口处圆周速度 1u601nu= =14.121 m/s2903.45.3.5 确定叶片数 Z对 =100（60 250） Z=6sn:3.6 确定叶片入口轴面速度 和入口安放角1mV1= 取 =1.3 ， 则 m/s1mV1 97.85.63设进口无旋，则液流角 为：解得 32.271tanum2.49781取叶片入口安放角为：133.7 确定叶片出口安放角 和叶轮外径 22D
