2叶轮的水力设计1

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1、2叶轮的水力设计叶轮是泵的核心部分，泵的性能、效率、抗空蚀能力、特性曲线的形状，都与叶轮的水力设计有紧密的关系。2.1泵的主要设计参数和结构方案的确定2.1.1给定的数据和要求（1）泵的型号：IS100—65—2003（2）流量：Q=100mh/（3）效率：η=81.25%。（4）扬程：H=50m（5）转速：n=2900r/min（6）必需空蚀余量（NPSH）r=3.28m2.1.2确定泵的总体结构形式和泵的进出口直径首先大致选择泵的结构形式和原动机的类型，进而进行下面的计算，经比较分析后做最后的确定。(1)泵

2、吸入口径泵的吸入口径由合理的进口流速确定。泵吸入口的流速一般为3m/s左右。从制造方便考虑，大型泵的流速取大一些，以减少泵的体积，提高过流能力；而提高泵的抗空蚀性能，则应该减少泵的吸入口的流速。本设计吸入口径D=。s(2)泵排出口径对于低扬程泵，可取与吸入口径相同，高扬程泵，为减少泵的体积和排出口直径，可使排出口径小于吸入口径，一般取D1(~)7.0Dds式中：Dt——泵排出口直径；Ds——泵吸入口直径；Dd最终确定的泵的吸入口和排出口直径，应该符合标准直径。2.1.3汽蚀验算.562nQC3h4r可知

3、，转速n、汽蚀基本参数hr和C这三个参数之间有确定的关系，如得不到满足，将产生汽蚀。对于一定的C值，假设提高转速，流量增加，则h将r增大，当该值大于所提供的装置汽蚀余量ha时，就会发生汽蚀。按汽蚀条件来确定泵的转速的方法是：先选择C值，按给定的装置汽蚀余量ha或几何安装高度Hsz，计算汽蚀条件下所允许的转速。即3Ch4rn5.62Q式中：ha=hr—K（K—考虑汽蚀的安全余量）。参考［9］查表3-1得C=980，所以：100335.6229005.62nQ3600h()44()=2.

4、15mrC98044Ch39802.153r汽蚀允许转速：n2903.3(r/min)5.62Q1005.623600经验算可知，转速n=2900(r/min)小于汽蚀允许转速，符合要求。2.1.4计算比转数ns，确定泵的水力方案比转数的公式为：1003.6529003.65nQ3600n93.8s33H4504在确定比转数时应考虑下列因素：⑴、在ns=150～250的范围，泵的效率最高，当ns＜60时，泵的效率将显著下降；⑵、采用单级单吸式时ns过大，可考虑改成双吸，反之采用双吸ns过小

5、时，可考虑改成单吸式叶轮；⑶、泵的特性曲线的形状也和ns大小有关；⑷、比转数和泵的级数有关，级数越多，ns越大。卧式泵一般不超过10级，立式深井泵和潜水泵级数多达几十至几百级。2.2叶轮的主要参数的选择和计算叶轮主要几何参数有叶轮进口直径D、叶片进口直径D、叶轮轮毂直径d、j1h叶片进口安放角、叶轮出口直径D、叶轮出口宽度b、叶片出口角和叶片1222数Z。叶轮进口几何参数对汽蚀具有重要影响，叶轮出口几何参数对性能（H、Q）具有重要影响，而两者对效率均有影响。2.2.1叶轮进口直径D的确定j叶轮进口直径D与进

6、口速度有关，从前限制进口速度v一般不超过3～j04m/s，认为进一步提高叶轮进口流速会降低泵的抗汽蚀性能和水力效率。实践证明：泵在相应增加进口v很广的范围内运转时，能保持水力效率不变，所以如果0设计的泵对抗汽蚀性能要求不高，可以选较小的D以减少叶轮密封环的泄漏量，j以提高容积效率。决定叶轮内水力损失的速度是相对速度的大小和变化，所以应当考虑泵进口对相对速度的影响，通常在叶轮流道中相对速度是扩散的，即w＞w。这样，12从减小进口相对撞击损失的流道中的扩散损失考虑，都希望减小w，若假定w最11小，可推出计算叶轮进口

7、直径的公式。100Q33600进口当量直径：Dk34.250.09m,圆整取90mme0n2900式中:k0根据统计资料，对此泵选取为k0=4.25进一步增加k,可以改善大流量下的工作条件，提高泵的抗汽蚀性能考虑效0率和汽蚀，k的选用范围是：0主要考虑效率k0=3.5～4.0兼顾效率和汽蚀k0=4.0～5.0主要考虑汽蚀k0=5.0～5.5轮毂直径：d0h所以叶轮进口直径：22D=Dd=90mmjeh这里取Dm90mj2.2.2叶轮出口直径D的初步计算2叶轮外径D和叶片出口角等出口几何参数，是影

8、响泵的扬程的最重要的22因素。另外，影响泵扬程的有限叶片数修正系数也与D和及叶片数等参数有22关。可见影响泵的扬程的几个参数之间互为影响。因此，必须在假定某些参数为定值的条件下，求解叶轮外径D。2因为压水室的水力损失和叶轮出口的绝对速度的平方成正比。为了减少压水室的水力损失，应当减小叶轮出口的绝对速度，因此，我们把在满足设计参数下使叶轮出口绝对速度最小作为确定D的出发点。2由叶轮出口