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1、黑龙江科技学院毕业设计（或论文）说明书一般部分全套CAD图纸，联系153893706第1章 诸论我的设计题目是200D多段离心式清水泵结构设计。根据指导教师给的设计参数的具体分析，我设计的多段离心式清水泵需要的流量是每小时280立方米，扬程是260米水柱，工作效率为70%，转速为每分钟1470转，液体重度为每立方米1000千克。多段离心式清水泵，它属于D型泵。 D型离心式清水泵是单吸多级分段式离心泵，供输送清水及物理化学性质类似于水的液体之用。具有效率高，性能范围广，运转安全平稳，噪声低，寿命长，零件互换性强，使用维护方便，产品规格齐全，覆盖面广等优点。卧式多级分段式离心泵依靠自身的结构可以满
2、足大流量高扬程供水需求。往往是农业工业中不可却少的排水设施。因而该泵的性能应用范围是泵业发展所关注的。在密封采用软填料密封，注入液体或循环液体可以即起到密封作用又可以隔离及冷却。该泵价格底，结构简单、安装检修方便，因此可以隔离及冷却适用于工厂、城市、矿山、农村的给排水等，分段式多级泵的用途比较广泛，产量也比较大，它应用领域也在不断地扩大，具有广泛的研究意义。D型离心式清水泵在国内外有了很大的发展。在国民经济的各个领域都有应用，无论是农业、城市、矿山，还是工业的各个部门都有它的存在。总之，无论是尖端的科学技术，还是日常的生活，到处都需要泵，到处都有泵在运行。只要有泵的地方就有离心泵的存在，其发展
3、前景是可观的。在我国泵业发展庞大。从单级到多级，对泵的研究机理已经达到了国际水准。离心泵是泵中的一个分支。我国的离心泵研究合理，基本上满足从农业到工业跨领域性应用。离心泵是一种用量最大的水泵，在给水及农业工程、固体颗粒液体输送工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。第2章 泵的概述2.1 泵及其在国民经济中的应用泵是应用非常广泛的通用机械，在国民经济各部门中，泵是不可缺少的机械设备，输送各种液体都离不开它。例如在火力发电厂中，向锅炉送水的给水泵；向汽轮机凝汽器送冷却水的循环水泵；排出凝汽器中凝结水的凝结水泵；在几级加热器之间增加水流压力的中
4、继水泵；排除热力系统各处疏水的疏水泵；向热力网系统补充水的补给水泵以及向热力系统中补充软化水的水泵等。这些泵都是火力发电厂的重要辅助设备。此外，还有用来输送各种润滑油、药液以及排除锅炉灰渣的特殊用途的泵。而且随着科学技术的发展，其应用范围正在迅速扩大。据1984年统计，泵耗电量占全国用电量的20%，耗油量占全国总用油量的5%。可见，提高泵类产品的技术指标，对节约能源，加速四个现代化建设具有重要意义。2.2 泵的分类泵的类型复杂，品种规格繁多。按其工作原理可分为以下三大类：叶片式泵：是利用叶片和液体相互作用来输送液体,叶片式泵是由装在主轴上的叶轮的作用，给液体以能量的机器。按其作用原理可分为以下
5、几类：它主要是包括离心泵和轴流泵、混流泵。离心泵主要是由离心力的作用，给叶轮内液体以压力能和速度能，进而，在壳体或导叶内，将其一部分速度能转变为压力能，进行抽送液体的泵。离心泵是叶片泵的一种，它具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、性能平稳、容易操作和维修等优点。国内外生产实践表明：离心泵的产值在泵类产品中是最高的。这也是我的设计的目的，了解其结构和特点。 还有容积泵包括往复泵和转达子泵。 由于我主要研究的是离心泵在这里就对其它的泵不多作介绍了。2.3 叶片式离心泵的型式叶片式泵按其结构型式，可详细分类如下：2.3.1按主轴方向1.卧式：主轴水平放置；2.立式：主轴垂直放置；3
6、.斜式：主轴倾斜放置；2.3.2 按液体从叶轮流出的方向1.径流式：液体主要在与主轴垂直的平面上流出；2.混流式：液体主要在与主轴为中心轴的圆锥面上流出；3.轴流式：液体主要在与主轴同心的圆柱上流出；2.3.3 按吸入方式1.单吸：叶轮只在一面有吸入口；2.双吸：叶轮在两面有吸入口；2.3.4 按级数1.单级：液体通过一个叶轮的结构；2.多级：液体通过同一轴上的两个以上叶轮的结构，称为2级；2.3.5 按叶片安装方法1.可调叶片：叶轮的叶片安放角度可以调节；2.固定叶片：叶轮的叶片安放角度是固定的；2.3.6 按壳体分开方式1.分段式：壳体按与主轴垂直的平面分开；2.节段式：在分段式多级泵中，
7、每一级壳体都是分开的；3.中开式：壳体在通过轴心线的平面上分开；4.水平中开式：在中开式中分开面是水平的；5.垂直中开式：在中开式中分开面是垂直的；6.斜中开式：在中开倾斜的式中分开面是2.3.7 按泵体形式1.蜗壳泵：叶轮压出侧具有带蜗室的壳体；2.双蜗壳泵：叶轮压出侧具有带两个轴心对称的蜗室的壳体；3.透平泵：带导叶的离心泵；4.筒式泵：内壳体外装有圆筒状的耐压壳体5.双壳泵：指筒式泵之外的双层壳体；第3章 离心泵的基本理论知识及主要部件3.1 离心泵的结构形式离心泵结构形式虽然很多，但由于作用原理相同，所以主要零部件的形状是相近的。离心泵的主要零部件有以下几种：叶轮，吸入室，压出室，密封
8、环，轴封机构，轴向力平衡机构。泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室，其中还包括导叶。泵的吸水室位于叶轮前面，其作用是把液体引向叶轮、有直锥形、弯管形和螺旋形三种形式。压水室位于叶轮外围，其作用是收集从叶轮流出的液体，送入排出管。压水室主要有螺旋形压水室、矩形形压水室两种形式。叶轮是泵最重要的工作元件，是过流部件的心脏。叶轮由盖板和中间的叶片组成，根据液体从叶轮流出的方向不同，叶轮分为径流式、混流式和轴流式三种型式。径流式叶、混流式叶轮、轴流式叶轮3.2 泵的基本参数表示泵的主要性能的参数有以下几个：流量Q、扬程H、转速n、汽蚀余量h、功率Ne和效率3.2.1 流量流量是泵在单位时间内输送出去
9、的流体量（体积或质量），其中，体积流量用Q表示，单位是：m3/s、m3/h、L/s等，质量流量用表示，单位是：t/h、kg/s等。质量流量和体积流量的关系为式中流体的密度（kg/m3、t/m3），常温清水1000kg/m3。液体重度随温度变化，而压力变化对其影响较小。所以，在计算中可根据实际情况由表查出。3.2.2 扬程扬程是泵所抽送的单位重量的液体从泵进口处（泵进口法兰）到泵出口处（泵出口法兰）能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。其单位是Nm/=m，即泵抽送液体的液柱高度，习惯简称为米。根据定义，泵的扬程可以写为式中泵出口处单位重量流体的能量（m） 泵进口处单位重量流体的能量（
10、m）单位重量流体的能量在水力学中称为水头，通常由压力水头(m)、速度水头(m)、位置水头Z（m）三部分组成，即，因此 式中 、泵出品、进口处液体的静压力、泵出品、进口处液体的速度、泵出品、进口到任选的测量基准面的距离3.2.3 转速转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位是r/min。它与所用的原动机形式有关，如采用电作为动力源的可以选择电机直接驱动，也可以选择加入一个变速器，来改变转数；也可以选择采用汽油机、柴油机驱动；还可以采用汽轮机驱动。3.2.4 汽蚀余量汽蚀余量是表示汽蚀性能的主要参数。把泵入口的全水头和液体饱和蒸气压力水头之差，作为发生汽蚀的大致标准。汽蚀余量国内曾用表示。式中
11、 P1泵入口处的静压力 V1泵入口处的平均流速3.2.5 功率和效率泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用表示。泵的有效功率又称输出功率，用表示。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。有效功率为：（KW）或（KW）式中泵输送液体的密度（kg/m3）泵输送液体的重度（N/m3）Q泵的流量（m3/s）H泵的扬程（m）g重力加速度（m/s2）若液体重度的单位kgf/m3、Q、H的单位与上式相同，则 （KW）轴功率和有效功率Ne之差为泵内的损失功率，其大小用泵的效率来计量。泵的效率为有效功率和轴功率之比，用表示，即 ， 也可以用下式表示 式中 m机械效率v
12、容积效率k水力效率3.3 泵的各种损失及泵的效率机械损失和机械效率：原动机传到泵轴上的功率又称轴功率，首先要花费一部分去克服轴承和密封装置的摩擦损失，剩下来的轴功率用来带动叶轮旋转。但是叶轮旋转的机械能并没有全部传给通过叶轮的液体，其中一部分消耗于克服叶轮前、后盖板表面与液体和盖板表面与泵腔中液体之间的摩擦，这部分损失称为圆盘摩擦损失。而机械损失效率m由轴承损失功率、密封损失功率和圆盘损失功率大小表示。式中 Nm1轴承损失功率Nm2密封损失功率Nm3圆盘损失功率Nm 机械损失N输入水力功率输入水力功率用来对通过叶轮的液体作功，因而叶轮出口处液体的压力高于进口压力。出口和进口的压差，使得通过叶轮
13、的一部分液体从泵腔经叶轮密封环间隙向叶轮进口逆流。这样，通过叶轮的流量Qt又称泵的理论流量，并没有完全输送到泵的出口。其中泄漏量这部分液体把从叶轮中获得的能量消耗于泄漏的流动过程中。即从高压液体（出口压力）变为低压（进口压力）液体。所以容积损失的实质也是能量损失。容积损失的大小用容积效率来计量。容积效率为通过叶轮除掉泄漏之后的液体（实际的流量Q）的功率和通过叶轮液体（理论流量Qt）功率（输入水力功率）之比，即式中Qt泵的理论流量；泵的理论扬程，它表示叶轮传给单位重量流体的能 量泄漏量多级泵有级间泄漏。另外，泵平衡轴向力装置、密封装置等的泄漏量也应算在泵的容积损失之中。这些都是我应该注意的问题。
14、通过叶轮的液体从叶轮中接收的能量Ht，也并没有完全输送出去，因为液体在泵过流部分和冲击、脱流、速度方向及大小变化都会引起水力损失，从而要消耗掉一部分能量。单位重量液体在泵过流部分流动中损失的能量称为水力损失，用来表示。由于存在水力损失，单位重量流体经过泵增加的能量H，要小于叶轮传给单位重量液体的能量Ht，即。泵的水力损失的大小用泵的水力效率来计量。水力效率为去掉水力损失液体的功率和未经水力损失液体功率之比，即总效率为有效输出功率和轴功率之比，即变化为即 泵的总效率等于机械效率、容积效率和水力效率之乘积。3.4 离心泵主要零部件及结构型式我将按液流从泵入口至出口所经过部件的先后顺序，来讨论和介绍
15、各个主要部件及其结构型式。3.4.1 吸入室及其结构型式吸入室的作用是将吸入管路中的液体以最小的损失均匀地引向叶轮。吸入室对液体进入叶轮的流动情况有很大的影响，所以吸入室形状的好坏能影响离心泵的汽蚀性能。对于泵的设计来说也是非常重要的。1. 锥形管吸入室 锥形管吸入室，这种型式的吸入室的结构简单，制造方便，能在叶轮入口前产生不大的加速度，使叶轮前流速均匀，液体在锥形管吸入室中损失很小。但是，它主要用于悬臂式结构，其它结构形式的泵中很少采用。所以并不是我所选的吸入室。2. 圆环形吸入室圆环形吸入室，这种型式的吸入室的优点是机构简单轴向尺寸较短，缺点是液体进入叶轮时有冲击和旋涡损失：在叶轮前，液流分布也不太均匀。但是，由于多
