水泵水力设计-CH3-New课件.ppt

1、压水室概述压水室概述螺旋形压水室螺旋形压水室径向导叶径向导叶空间导叶空间导叶吸水室概述吸水室概述半螺旋形吸水室半螺旋形吸水室 一、定义一、定义 压水室是指叶轮出口到泵出口法兰的过流部分。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。中开式水泵则是到过渡流道之前的过流部分。二、作用和要求二、作用和要求 1 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。、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 2、消除速度环量。、消除

2、速度环量。3 3、为使叶轮流动稳定，压水室的流动必须是轴对称的、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形成轴对称流动三、形式三、形式 1 1、螺旋形压水室（蜗壳、螺壳、涡室、涡形体）、螺旋形压水室（蜗壳、螺壳、涡室、涡形体）2 2、环形压水室、环形压水室 3 3、叶片式压水室（导叶）：径向导叶、流道式导叶、空间导叶、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）环形压水室一、工作原理一、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，

3、这种液流不受任何外力作用，应遵从速度矩保持性原粘性摩擦力时，这种液流不受任何外力作用，应遵从速度矩保持性原理，即理，即 constRvu)2(,/222RbvQbQRRvvvvtgmumum 因此，液流角因此，液流角保持不变，即流动迹线为对数螺旋线。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。圆形。二、涡形体主要结构参数二、涡形体主要结构参数 断面断面I-VIIII-VIII：相隔：相隔4545度，第度，第VIIIVIII为螺旋线终点位置为螺旋线终点位置 隔舌：螺旋线起点位置隔舌：螺

4、旋线起点位置 基圆：隔舌起始点所在的圆周基圆：隔舌起始点所在的圆周 扩散管：第扩散管：第VIIIVIII断面至泵出口部分断面至泵出口部分 隔舌起始角隔舌起始角o o：隔舌和第：隔舌和第VIIIVIII断面的夹角断面的夹角 隔舌螺旋角（隔舌角）隔舌螺旋角（隔舌角）o o：隔舌处内壁与圆周方向夹角：隔舌处内壁与圆周方向夹角 三、涡形体的设计计算三、涡形体的设计计算 1 1、计算基圆直径、计算基圆直径 考虑因素：考虑因素：隔舌间隙过小时，难以保证从叶轮流出的液体均匀进入涡形体，振隔舌间隙过小时，难以保证从叶轮流出的液体均匀进入涡形体，振动动隔舌间隙过大时，径向尺寸隔舌间隙过大时，径向尺寸，效率，效率

5、 污水泵取大值污水泵取大值 23)08.103.1(DD 2 2、涡形体进口宽度、涡形体进口宽度b b3 3 由由b b2 2与盖板宽度来定：与盖板宽度来定：22305.0Dbb 3 3、隔舌角、隔舌角221230umvvtg0 4 4、隔舌起始角、隔舌起始角004500 低比转速取小值低比转速取小值 5 5、各断面面积、各断面面积QQVIII3603600gHKvv2333vQFVIIIVIII0360VIIIFF 6 6、扩散管、扩散管LDDtgVIIId22当量扩散角当量扩散角VIIIVIIIFD4应为应为8 81212 7 7、绘制梯形断面、绘制梯形断面 7 7、绘制梯形断面、绘制梯形

6、断面)(2321FFFF其中：其中：)(21331rRbFcos)(2132rrRrF2336090rF若给定若给定 ，则：，则：BBFbbrRH242333ArRr)(3其中：其中：sin1sinAcos)1(2360902AAAB四、涡形体绘制实例一、导叶概述一、导叶概述 导叶导叶=若干个小螺旋形压水室若干个小螺旋形压水室 螺旋形压水室螺旋形压水室=单个叶片的导叶单个叶片的导叶 结构形式：径向导叶、流道式导叶、空间导叶结构形式：径向导叶、流道式导叶、空间导叶二、径向导叶结构二、径向导叶结构 正导叶：螺旋线段正导叶：螺旋线段ABAB：用来保证液体在压水室内的自由流动用来保证液体在压水室内的自

7、由流动 扩散段扩散段BCBC：用来把大部分动能转换为压力能用来把大部分动能转换为压力能 环形空间（过渡段）环形空间（过渡段）CDCD：用来变换液流方向：用来变换液流方向 反导叶反导叶DEDE：用来消除环量，并把液体引入下级叶轮用来消除环量，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。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三、径向导叶设计计算过程概述 1 1、计算基圆直径、计算基圆直径 23)05.102.1(DD 2 2、计算导叶进口宽度、计算导叶进口宽度b b3 3 由由b b2 2与盖板宽度来定与盖板宽度来定：mmbb)52(23 3 3、确

8、定螺旋线的角度和线型、确定螺旋线的角度和线型 4 4、喉部面积、喉部面积F F及叶片数及叶片数Z ZD D3 3与与D D2 2之差最大为之差最大为5mm5mm导叶进口安放角导叶进口安放角 ,螺旋线螺旋线喉部面积喉部面积F=aF=a3 3bb3 3，最好为正方形；叶片数要与叶轮叶片数互为质数，最好为正方形；叶片数要与叶轮叶片数互为质数 5 5、扩散段、扩散段当量扩散角为当量扩散角为7979度度,v4=(0.40.5)v3,a4=b4 6 6、过渡段、过渡段转变过程的面积逐渐收缩为宜转变过程的面积逐渐收缩为宜 7 7、反导叶、反导叶进口进口D D5 5，b b5 5,5 5参照正导叶确定，出口参

9、照正导叶确定，出口D D6 6，h h参照叶轮进口确定参照叶轮进口确定)83(333tg3err 一、应用场合一、应用场合 井径受限制的场合（如井泵、潜水泵），以及混流泵井径受限制的场合（如井泵、潜水泵），以及混流泵 深井泵深井泵 潜水泵潜水泵 二、设计过程二、设计过程 1 1、确定主要几何参数：、确定主要几何参数：导叶基圆直径导叶基圆直径D D3 3，导叶入口外径，导叶入口外径D4D4，导叶入口宽度，导叶入口宽度b b3 3，导叶出口内径导叶出口内径D D5 5，出口外径，出口外径D D6 6，导叶轴向长度，导叶轴向长度L L，叶片数，叶片数Z Z（Z Z叶轮叶轮1 1）2 2、定轴面图：参

10、考同类产品，要检查过水断面面积（同叶轮设计过程）、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 3、分流线：同叶轮设计过程、分流线：同叶轮设计过程 4 4、定进出口边：考虑叶轮位置确定、定进出口边：考虑叶轮位置确定 5 5、定进出口角：、定进出口角：进口安放角：进口安放角：3 3=3 3+出口安放角：出口安放角：4 4=80=809595 6 6、绘型：、绘型：扭曲三角形法（与叶轮绘型方法相同）扭曲三角形法（与叶轮绘型方法相同）三、设计实例三、设计实例 定义：泵进口法兰到叶轮入口之间的泵体过流部分定义：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

11、供所需要的速度作用：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 叶轮内的稳定流动叶轮内的稳定流动 型式：型式：直锥形：主要用于单级单吸泵直锥形：主要用于单级单吸泵 弯管形：主要用于大型轴流泵、大型离心泵弯管形：主要用于大型轴流泵、大型离心泵 环形：环形：主要用于节段式多级泵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）双吸泵（水平中开式）半螺旋形吸水室 一、半螺旋形吸水一、半螺旋形

12、吸水 室的结构型式室的结构型式 隔舌一般位隔舌一般位于与水平线线于与水平线线4545度位置，隔断水度位置，隔断水流，即流，即0 0断面。断面。可每隔可每隔22.522.5度分一个断面度分一个断面,生成共生成共0 0VIIIVIII断面。断面。各断面的各断面的VmVm及及VuVu分布如下：分布如下：VmVm：大小基本一样：大小基本一样(均匀均匀)。在。在180180360360段，因直接进入，大一些。段，因直接进入，大一些。VuVu：0 0：Vu=0 Vu=0，受阻，受阻 0-180 0-180：隔舌影响减小，隔舌影响减小，VuVu 270 270：液体直入，液体直入，Vu=0Vu=0 270-

13、360 270-360:反向，反向，VuVu为负为负二、设计方法二、设计方法 1 1、确定吸入口流速、确定吸入口流速 2 2、确定、确定0 0VIIIVIII断面的平均流速断面的平均流速 V=V=（0.70.70.850.85）V Vj j (V (Vj j：叶轮进口流速）：叶轮进口流速）3 3、确定、确定0 0VIIIVIII断面的面积断面的面积 认为有认为有Q/2Q/2的流量通过第的流量通过第VIIIVIII断面，其它断面面积与之成比例断面，其它断面面积与之成比例 4 4、画、画0 0VIIIVIII断面的断面图断面的断面图 要求各断面均匀变化（过渡），可先画第要求各断面均匀变化（过渡），

14、可先画第VIIIVIII断面断面 5 5、画平面图、画平面图 6 6、画第、画第VIIIVIII断面到进口的过渡部分断面到进口的过渡部分三、设计实例三、设计实例 1 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？、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？设计的关键是什么？进出口安放角如何确定？2 2、何为自由流动？蜗壳内的流动为何要求为自由流动？如何得到其自由、何为自由流动？蜗壳内的流动为何要求为自由流动？如何得到其自由流动？流动？3 3、说明影响蜗壳性能的主要参数有哪些。简述蜗壳的设计步骤。、说明影响蜗壳性能的主要参数有哪些。简述蜗壳的设计步骤。4 4、吸水室有哪些主要型式？半螺旋形吸水室的断面如何确定、如何表示？、吸水室有哪些主要型式？半螺旋形吸水室的断面如何确定、如何表示？