1、离心泵设计离心泵设计 第五节叶轮轴面投影图的绘制 离心泵设计离心泵设计一、轴面投影图的绘制 一般原则： 出口前后盖板保持一段平行和对称变化； 流道弯曲不应太急，在轴向结构允许的条件下，采用较大的曲率半径为宜； 设计时参考性能较好的，比转数相近的叶轮轴面投影形状来绘制。 离心泵设计离心泵设计轴面投影图ABDCEO过水断面形成线流道中线离心泵设计离心泵设计二、检查轴面流道过水断面变化情况 过水断面面积的计算： F=2Rcb ABDCEO过水断面形成线流道中线沿流道求出一系列过水断面面积 EO离心泵设计离心泵设计过水断面面积沿流道中线的变化曲线应是一条光滑曲线。 高抗汽蚀F=f(l)高效率进口边出水
2、边离心泵设计离心泵设计三、分流线 所谓分流线就是将过水断面分成几个相等的小过水断面流线的分法：出口边一般平行轴线，只要等分出口边线段即可；进口边流线，适当延长之后使之与轴线平行； 根据进出口的分点，凭经验画出各条轴面流线 。离心泵设计离心泵设计bi中间流线离心泵设计离心泵设计如果分成n个小流道，则进口分点半径为 2n2n20iRn)RR( iR小过水断面的面积为： iiibr2F沿同一过水断面应满足 .constbrii离心泵设计离心泵设计第六节叶片绘型 所谓叶片绘型就是画叶片。就是将在各个流面上绘制的流线（叶片的骨线）按照一定的规律组合起来，形成无厚度的叶片。 离心泵设计离心泵设计叶片绘型的
3、方法 ： 方格网保角变换法； 扭曲三角形法； 逐点计算法。 离心泵设计离心泵设计一、方格网保角变换法绘型原理 离心泵设计离心泵设计离心泵和混流泵中的流面是个喇叭形的空间曲面 离心泵设计离心泵设计借助于保角变换的思想展开此曲面 离心泵设计离心泵设计将圆柱面沿母线切开，展成平面 离心泵设计离心泵设计 所谓保角变换，就是要保证空间流面上流线与圆周方向的角度对应相等。 从图中可以看出，空间流线穿过流面上的小扇形，将扇形两边分别截为两段，相应的流线在平面方格网上，把正方形两边分别截为成比例的两段，由相似关系，对应的角度不变。 离心泵设计离心泵设计二、绘型步骤 1沿轴面流线分点 分点的实质就是在流面上画特
4、征线，组成扇形格网。分点是在流线上（相当一个流面）进行的。 离心泵设计离心泵设计在轴面流线上分点.012345678576834210Su321057684aabb865432107离心泵设计离心泵设计 在轴面投影图旁，画两条夹角等于的射线。则两条射线表示夹角为的两个轴面。一般取35。 从出口开始，先试取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，则分点是正确的，如果不等就逐次逼近，直至su为止。离心泵设计离心泵设计 第一点确定后，用同样的方法分得第2、3点。当流线平行轴线时，u不变，用对应s截取流线即可。 各个流线用相同的分点。 离心泵设计离心泵设计2画展开流面（平面方格网）并
5、在其上绘制流线 方格网的大小任意选取，横线表示轴面流线的相应分点，竖线表示夹角，为对应分点所用的轴面。 离心泵设计离心泵设计 画出方格网并将特征线顺序编号。 在其上绘流线，通常先画中间流线。 流线在方格网上的位置应与相应轴面流线分点序号对应。 进出口角应于预先确定的值相符，包角的大小可灵活掌握。 离心泵设计离心泵设计进出口边在方格网中位于同一竖线上，表示进口边位于同一轴面上。 离心泵设计离心泵设计一般离心泵进出口边都在同一轴面上。混流泵进出口边均可不置于同一轴面上。当离心泵绘型的型线不理想时，进出口边可以放在不同的轴面上，究竟如何布置，主要取决于方格网上的流线形状和下步所述的轴面截线形状好坏来
6、决定。 注意：离心泵设计离心泵设计3画轴面截线 在方格网中画出的流线，就是叶片表面的型线。 用轴面（相当于方格网中的竖线）去截这流线，所截点的连线就是一条轴面截线。 把方格网中每隔一定角度的竖线和流线的交点，对应于编号1、2、3的位置，用插入法分别点到轴面投影图相应的流线上，把所得点联成光滑的曲线，就得到叶片的轴面截线。离心泵设计离心泵设计 离心泵设计离心泵设计.012345678576834210Su321057684aabb865432107离心泵设计离心泵设计轴面截线应光滑，按一定的规律变化。轴面截线和流线的夹角最好接近90一般不要小于60。角太小，盖板和叶片的真实夹角过小，会带来铸造困
7、难、排挤严重和过水断面形状不良（湿周增长）等缺点。 注意：离心泵设计离心泵设计4叶片加厚 方格网保角变换绘型，一般在轴面投影图上按轴面截线进行加厚。加厚时，可以认为前面所得的轴面截线为骨线向两边加厚，或认为是工作面向背面加厚。 沿轴面流线方向的轴面厚度Sm按下式计算： 221cosctgtgSSm离心泵设计离心泵设计叶片加厚离心泵设计离心泵设计5画叶片剪裁图 用一组等距或不等距的轴面0、1、2，去截轴面截线（叶片），每个截面和叶片都有两条交线，工作面和背面的。把各截面与工作面和背面的交线，分别画在平面图中，成为木模截线或叶片剪裁图。 离心泵设计离心泵设计1234567离心泵设计离心泵设计6.
8、叶片绘型质量检查 叶片间流道扩散情况的检查 叶片间流道面积应均匀变化，有效部分进出口的面积比的范围为 3 . 10 . 121AA离心泵设计离心泵设计 速度变化情况检查 检查相对速度和速度矩沿流线的变化情况，变化情况不好时应修改设计。 离心泵设计离心泵设计第七节叶片设计理论 一元设计理论：假定流动是轴对称的。即每个轴面上的流动是相同的。在同一个过水断面上轴面速度均匀分布，因而轴面速度只随轴面流线一个坐标变化。 离心泵设计离心泵设计二元设计理论：假定流动是轴对称的，但轴面速度沿过水断面是不均匀分布的。这样，轴面速度随作面流线和过水断面形成线两个方向变化。 离心泵设计离心泵设计三元设计理论：对流动不进行任何假定，流动沿三个空间坐标轴变化。 离心泵设计离心泵设计基于CFD的泵设计方法：首先利用传统的设计方法获得叶轮的初始形状，然后对叶轮中的液体流动进行分析计算，评估设计是否合理和最优。如果不合理就修改设计，然后再进行三维粘性流场的分析计算和评估，直至设计合理。
