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1、课程设计说明书题目: 流体机械及工程课程设计 院（部）： 能源与动力工程学院 专业班级： 流体班 学 号： 学生姓名： 指导教师： 起止日期：2011.12.302012.1.13流体机械及工程课程设计设计任务书 设计依据：流量Q：31/h扬程H：22m转速n: 1450 r/min效率：63.5% 空化余量NPSH1.2R 输送介质相对密度 1任务要求：1. 用速度系数法进行离心泵叶轮的水力设计。2. 绘制叶轮的木模图和零件图，压出室水力设计图。3. 写课程设计说明书4. 完成Auto CAD出图目 录第一章 结构方案的确定51.1确定比转数 31.2确定泵进、出口直径 31.3泵进出口流速
2、 31.4确定效率和功率 41.5电动机的选择轴径的确定 4第二章 叶轮的水力设计 52.1 叶轮进口直径D0的确定52.2 叶轮出口直径D2的确定62.3确定叶片出口宽度 62.4确定叶片出口安放角 62.5确定叶片数Z 62.6精算叶轮外径D2 62.7叶轮出口速度 82.8确定叶片入口处绝对速度和圆周速度 9第三章 画叶轮木模图与零件图 93.1叶轮的轴面投影图 93.2绘制中间流线113.3流线分点（作图分点法）113.4确定进口角133.5作方格网 143.6绘制木模图 15第四章 压水室的设计 174.1 基圆直径的确定 174.2 压水室的进口宽度 174.3 隔舌安放角 174
3、.4 隔舌的螺旋角 174.5 断面面积F 174.6 当量扩散角184.7各断面形状的确定184.8压出室的绘制201.各断面平面图 202. 蜗室平面图画203.扩散管截线图 21结束语 17参考文献 18第一章 结构方案确定 1.1 确定比转数 计算泵的比转数ns，确定泵的结构方案。公式为 式中 Q单吸叶轮泵的流量，m3/s H单级叶轮泵的扬程，m。 则： =48.351.2 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，由于空化要求较高，应取较大的进口直径，以减小流速。 初选23.5 m/s 试选 m/s 则 5.2.1415.33600/314=s
4、D =66.225 mm 按标准取65 mm 而出口直径按经验公式（0.71.0）Ds确定。 对于低扬程泵，取泵出口直径，则取=65 mm1.3 泵进出口流速泵进口速度V V=2.595m/s泵出口速度VV=2.595m/s1.4 确定效率和功率1）水力效率：=0.85452）容积效率：=0.9512设平板泄流量与理论泄流量之比q/Q=0.063，查现在泵技术手册图7.2得3）估算机械效率： =0.83664) 总效率：=0.85450.88820.8366=0.63495 1.5电动机的选择轴径的确定轴功率：=2.83kw查表7-10 选用电动机 k=1.2则电机功率=1.255.698=3
5、.3953 kw 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=22.36Nm泵轴选用取 =550*10P,材料为 。 最小轴径： =12.67mm 标准直径：10，15，20，25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，400采用标准化轴径取d=15mm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： 图1-3 轴上零件装备图 第二章 水力设计（速度系数法）2.1 叶轮进口直径D0的确定兼顾汽蚀与效率 取进
6、口当量直径 =4=72 mm单级单吸式 取=02.2 叶轮出口直径D2的确定=13.44613.806由于比转速小于60，要乘修正系数K,取K=1.07 =260.5267.5mm2.3确定叶片出口宽度=0.30940.3384 =5.6036.128mm D2 =270mm b2=6.5mm2.4确定叶片出口安放角 一般取 这里取2.5确定叶片数Z才30-4545-6060-120120-300Z8-107-86-74-6取Z=7= 取Z=2.6精算叶轮外径D2对于D2的精算，过程如下： 由 ；得：；注意：精算时，一般先选择2，然后确定D2。 计算Ht时，要用到滑移系数，而此时D2尚未知，故
7、要迭代此处 取225，D2=250mm进行迭代精算如下： 有限叶片数理论扬程修正系数：；式中：静矩；经验系数 ；无穷叶片数理论扬程：叶片出口排挤系数：第一次精算1. 理论扬程 =H/=22/0.635=34.646m 2. 修正系数 =1.0625 3. 静矩S =0.0087m 4. 有限叶片数修正系数P =0.3179 5. 无穷叶片数理论扬程 =45.662m6. 叶片出口排挤系数 7. 出口轴面速度 = 1.8677m/s 8. 出口圆周速度 =23.262m/s 9. 叶轮外径 =306mm第二次精算 S=0.011284=0.9484=45.555m=1.636/s=22.967m
8、/s两次精算误差小于2%，取2.7叶轮出口速度1. 出口轴面速度 =1.653m/s2. 出口圆周速度 =22.988m/s3. 出口圆周分速度 =14.784m/s 4. 无穷叶片数出口圆周分速度=19.442m/s2.8确定叶片入口处绝对速度和圆周速度查图7-9 =0.165=3.428m/s =14mm =4.403 m/s 第三章 画叶轮木模图与零件图3.1叶轮的轴面投影图叶轮各部的尺寸确定之后，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。（关醒凡编现代泵技术手册第二十三章 泵性能（几何）和水力模型）轴面投影图形状力求光滑通畅。轴面投影图如下图所示。 绘制好轴面
9、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：轴面液流过流断面形成线重心的半径 轴面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，否则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，面积相等则此点即中间流线上的点；如面积不相等，则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（=35）。本设计中=5。从出口开始，沿轴面流线试取S，若S中点半径对应的两条射线间的弧长u,与试取的S相等，则分点正确。如
