150S-50双吸离心泵水力及结构设计毕业论文

(3) 画涡室平面图:

根据计算得到的各断面半径,在平面图上相应的射线上点出,然后光滑连接所得的各点,得到涡室平面螺旋线.应注意各点应在圆弧光滑连接,即后段圆弧的圆心应当在前一段圆弧终点延长线上,同时根据已知扩散管长度、出口直径作出扩散管外形,具体图样如压水室水力设计图样。

图3.2 压水室水力设计图

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4 吸入室的水力设计

4.1吸入室的介绍及作用

吸入室泛指泵进口(吸入口)到叶轮进口前的一段流道。因此,设计吸入室时应该保证叶轮进口前液流分布均匀,液流运动的速度方向符合要求。吸水室中的水力损失要比压水室中的水力损失小得多,因此,与压水室相比,吸水室的作用要小一些。尽管如此,吸水室仍是水泵中不可缺少的重要部件,而且,在设计中对吸水室绝对不可以掉以轻心,这是因为吸水室设计的好坏直接影响到水泵汽蚀性能。因此,设计吸水室时,要在水力损失最小的条件下保证:

(1)为了创造在设计工况下,叶轮内稳定的相对运动,沿吸水室所有断面的流速尽可能的均匀分布;

(2)将吸入管内的速度变为叶轮入口所需的速度。

按照结构,吸水室可以分为:直锥形吸水室;弯管形吸水室;环形吸水室;半螺旋形吸水室。

半螺旋形吸水室是一种广泛应用的吸水室的形式。主要用在单级双吸式水泵,水平中开式多级泵,以及一些其它的泵上。

液体在半螺旋形吸水室中流动,将产生旋转运动,在叶轮进口造成一个速度环量。

所以考虑到我所设计的泵的参数及要求,该泵吸入室采用半螺旋形吸水室。

4.2半螺旋吸水室的计算

4.2.1各断面的面积计算

按照习惯通常从隔舌位置起,每隔22.5°作一断面,令通过隔舌断面的编号,分别为0,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ……Ⅷ。0断面与Ⅷ断面之间刚好为180°,且0断面一般与水平线成45°的夹角。如图4.1所示。经有关试验表明,从0断面到Ⅷ断面各断面的液流速度基本上是相等的,且流量沿圆周方向分布,也基本上是均匀的,因此在设计八个断面时,可以按照吸入室的平均速度来进行计算。

在进行半螺旋形吸水室的时候,可以假定沿整个圆周流量均匀分布,这样当单级双吸泵采用螺旋形吸水室,通过Ⅷ断面的流量为:

QⅧ=Q/4 Q—为泵的设计流量

通常半螺旋形吸水室各断面的平均流速可以按照下式确定

v?(0.85~0.9)v0

v0为叶轮进口速度,由叶轮设计确定。

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对于双吸泵:

v2Q0??(D22?3.81(m/s)

0?dh)所以 :v?(0.85~0.9)?3.81 取v=3.3 m/s。

则。

AQ0.044Ⅷ?v?4?3.3?0.003367m24因为其余断面的面积可以按圆周方向流量均匀分布来确定。即 Aii?8AⅧ

所以 A?1A2Ⅰ8Ⅷ?420.9mm; A22Ⅱ?8AⅧ?841.8mm;

A3Ⅲ?8AⅧ?1262.6mm2;

A42Ⅳ?8AⅧ?1683.5mm;

A52Ⅴ?8AⅧ?2104.4mm;

A6Ⅵ?8AⅧ?2525.3mm2;

A7Ⅶ?8AⅧ?2946.1mm2;

半螺旋形吸水室:

AⅨ=(1.25-1.35)×AⅧ=4545mm2; AⅩ=(1.5-1.8) ×AⅧ=6000mm2; A2dj=(3.14×Dj)/4=8490.56mm2; AⅩ-Ⅹ′=(1.25-1.55)Adj=13000mm2; AⅪ-Ⅺ′=(1.20-1.45)Adj=12000mm2; AⅫ-Ⅻ′=(1.05-1.15)Adj=9500mm2。

4.2.2各断面的径向尺寸的计算

通常按照如下的经验数据选取各断面的径向尺寸: 0—0′=(0.65~0.75)D0=75mm 0′—Ⅳ=(0.9~1)D0=100mm 0′—Ⅷ=(1.25~1.35)D0=130mm

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Ⅸ—Ⅹ=(1.8~2)D0=187mm

4.2.3半螺旋形的绘制

(1)有了上述各断面的径向尺寸后,在如图各射线上点出各点,并按照计算的值确定 Ⅳ,Ⅷ两点,然后依据确定的L、H 与Ds就可以确定泵吸入口在平面投影图上的两端点的位置。最后在确定Ⅸ,Ⅹ点的位置,将这些点用光滑曲线连接起来,即可以绘制出半螺旋形吸入室的平面投影图,这也就可以确定出了各断面的径向尺寸。

(2)绘制各断面的轴截面图。通常是将0,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ……Ⅷ八个断面轴截面都回转到一个轴截面图上,轴截面上靠近叶轮的轮廓线,是依据结构(主要是泵体的壁厚)确定的,远离叶轮侧的轮廓线是略向叶轮方向倾斜的圆弧线,根据计算出来的各断面的面积及径向尺寸,加之断面的弧线形状就可以绘制出断面轴截面图。

在绘制0,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ……Ⅷ断面轴截面图的同时,绘制出Ⅸ,Ⅹ两个断面轴截面图,并回转到同一截面图中。

(3)绘制吸入室的中间断面图

依据吸水室,压出室的布置情况,在保证Ⅸ,Ⅹ断面面积计算前提下,绘制出Ⅸ,Ⅹ断面图。

从泵吸入口到Ⅸ,Ⅹ断面,断面形状变化很大,从圆形变换带矩形,因此必须加中间断面图,同时保证断面形状自然过渡以保证良好的水力条件。吸入室的图样见吸水室的设计图示。

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