水泵水力设计_CH3_N

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1、第三章离心泵的压水室和吸水室压水室概述螺旋形压水室径向导叶空间导叶吸水室概述半螺旋形吸水室本章主要内容3-1压水室概述一、定义压水室是指叶轮出口到泵出口法兰的过流部分。对节段式多级泵是从第一级叶轮出口到次级叶轮进口前，对水平中开式水泵则是到过渡流道之前的过流部分。二、作用和要求1、收集叶轮流出的高速液体，并将液体的大部分动能转换为压能。2、消除速度环量。3、为使叶轮流动稳定，压水室的流动必须是轴对称的→形成轴对称流动三、形式1、螺旋形压水室（蜗壳、螺壳、涡室、涡形体）2、环形压水室3、叶片式压水室（导叶）：径向导叶、流道式导叶、空间导叶（a）螺旋形压水室（b）径向式导叶（c）环形

2、压水室3-2螺旋形压水室一、工作原理如果液体从叶轮流出后，进入两个平行的平板之间，当忽略液体的粘性摩擦力时，这种液流不受任何外力作用，应遵从速度矩保持性原理，即因此，液流角α保持不变，即流动迹线为对数螺旋线。实际不采用平板侧壁的方式，而大多采用梯形断面，个别为矩形或圆形。二、涡形体主要结构参数断面I-VIII：相隔45度，第VIII为螺旋线终点位置隔舌：螺旋线起点位置基圆：隔舌起始点所在的圆周扩散管：第VIII断面至泵出口部分隔舌起始角φo：隔舌和第VIII断面的夹角隔舌螺旋角（隔舌角）αo：隔舌处内壁与圆周方向夹角三、涡形体的设计计算1、计算基圆直径考虑因素：隔舌间隙过小时，难

3、以保证从叶轮流出的液体均匀进入涡形体，振动↑隔舌间隙过大时，径向尺寸↑，效率↓污水泵取大值2、涡形体进口宽度b3由b2与盖板宽度来定：3、隔舌角4、隔舌起始角低比转速取小值5、各断面面积6、扩散管当量扩散角θθ应为8～12°7、绘制梯形断面7、绘制梯形断面其中：若给定，则：其中：四、涡形体绘制实例3-3径向导叶一、导叶概述导叶=若干个小螺旋形压水室螺旋形压水室=单个叶片的导叶结构形式：径向导叶、流道式导叶、空间导叶二、径向导叶结构正导叶：螺旋线段AB：用来保证液体在压水室内的自由流动扩散段BC：用来把大部分动能转换为压力能环形空间（过渡段）CD：用来变换液流方向反导叶DE：用来消

4、除环量，并把液体引入下级叶轮因此，导叶同时兼有压水室和吸水室的作用。三、径向导叶设计计算过程概述1、计算基圆直径2、计算导叶进口宽度b3由b2与盖板宽度来定：3、确定螺旋线的角度和线型4、喉部面积F及叶片数ZD3与D2之差最大为5mm导叶进口安放角,螺旋线喉部面积F=a3·b3，最好为正方形；叶片数要与叶轮叶片数互为质数5、扩散段当量扩散角为7~9度,v4=(0.4～0.5)v3,a4=b46、过渡段转变过程的面积逐渐收缩为宜7、反导叶进口D5，b5,α5参照正导叶确定，出口D6，αh参照叶轮进口确定3-4空间导叶一、应用场合井径受限制的场合（如井泵、潜水泵），以及混流泵深井泵潜

5、水泵二、设计过程1、确定主要几何参数：导叶基圆直径D3，导叶入口外径D4，导叶入口宽度b3，导叶出口内径D5，出口外径D6，导叶轴向长度L，叶片数Z（Z叶轮±1）2、定轴面图：参考同类产品，要检查过水断面面积（同叶轮设计过程）3、分流线：同叶轮设计过程4、定进出口边：考虑叶轮位置确定5、定进出口角：进口安放角：α3=α3’+Δα出口安放角：α4=80～95°6、绘型：扭曲三角形法（与叶轮绘型方法相同）三、设计实例3-5吸水室概述定义：泵进口法兰到叶轮入口之间的泵体过流部分作用：将液体引入叶轮，同时向叶轮提供所需要的速度要求：沿吸水室所有断面的速度必要尽可能均匀地分布，以保证叶轮内

6、的稳定流动型式：直锥形：主要用于单级单吸泵弯管形：主要用于大型轴流泵、大型离心泵环形：主要用于节段式多级泵半螺旋形：主要用于双吸泵、水平中开多级泵环形吸水室直锥形吸水室双吸泵（水平中开式）半螺旋形吸水室一、半螺旋形吸水室的结构型式隔舌一般位于与水平线线45度位置，隔断水流，即0断面。可每隔22.5度分一个断面,生成共0～VIII断面。各断面的Vm及Vu分布如下：3-6半螺旋形吸水室Vm：大小基本一样(均匀)。在180～360°段，因直接进入，大一些。Vu：0°：Vu=0，受阻0-180°：隔舌影响减小，Vu↑270°：液体直入，Vu=0270-360°:反向，Vu为负二、设计方法

7、1、确定吸入口流速2、确定0～VIII断面的平均流速V=（0.7～0.85）Vj(Vj：叶轮进口流速）3、确定0～VIII断面的面积认为有Q/2的流量通过第VIII断面，其它断面面积与之成比例4、画0～VIII断面的断面图要求各断面均匀变化（过渡），可先画第VIII断面5、画平面图6、画第VIII断面到进口的过渡部分三、设计实例本章复习思考题1、导叶的作用是什么？径向导叶、空间导叶各有何特点，应用场合如何？设计的关键是什么？进出口安放角如何确定？2、何为自由流动？蜗壳内的流动为何