流體機(jī)械課程設(shè)計說明書

1、<p>　　流體機(jī)械及工程課程設(shè)計</p><p><b>　　說 明 書</b></p><p>　　姓名 </p><p>　　學(xué)號 </p><p>　　班級 </p><p><b>　　設(shè)計依據(jù)：<

2、;/b></p><p>　　流量Q（m3/h）：200</p><p><b>　　揚(yáng)程H（m）：50</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速n(r/min)：1450</p><p>　　效率η（%）：76.5</p><p>　　空化余量NPSHR(m)：2.6</p><

3、;p><b>　　任務(wù)要求：</b></p><p>　　1、利用速度系數(shù)法進(jìn)行葉輪的水力設(shè)計</p><p>　　2、繪制葉輪的木模圖和工作圖</p><p>　　3、撰寫課程設(shè)計說明書</p><p>　　完成Auto CAD 出圖</p><p><b>　　目 錄</

4、b></p><p>　　前言 ………………………………………………………………………………………………3</p><p>　　第一章 結(jié)構(gòu)方案的確定……………………………………………………………4</p><p>　　1.1確定比轉(zhuǎn)數(shù) …………………………………………………………………4</p><p>　　1.2確定泵進(jìn)、出口直徑

5、………………………………………………………4</p><p>　　1.3泵進(jìn)出口流速 ……………………………………………………………4</p><p>　　1.4確定效率和功率 ……………………………………………………………5</p><p>　　1.5電動機(jī)的選擇軸徑的確定 …………………………………………………5</p><p>　

6、　第二章 葉輪的水力設(shè)計 …………………………………………………………7</p><p>　　2.1 葉輪進(jìn)口直徑D0的確定 ……………………………………………………7</p><p>　　2.2 葉輪出口直徑D2的確定 ……………………………………………………7</p><p>　　2.3確定葉片出口寬度 ……………………………………………………7<

7、/p><p>　　2.4確定葉片出口安放角 ………………………………………………7</p><p>　　2.5確定葉片數(shù)Z ………………………………………………………………7</p><p>　　2.6精算葉輪外徑D2 ……………………………………………………………8</p><p>　　2.7葉輪出口速度 ……………………………………

8、…………………………9</p><p>　　第三章 畫葉輪木模圖與零件圖 …………………………………………………10</p><p>　　3.1葉輪的軸面投影圖 …………………………………………………………10</p><p>　　3.2繪制中間流線………………………………………………………………12</p><p>　　3.3流線分點（作

9、圖分點法） …………………………………………………13</p><p>　　3.4確定進(jìn)口角………………………………………………………………13</p><p>　　3.5作方格網(wǎng) ……………………………………………………………………14</p><p>　　3.6繪制木模圖和工作圖 ………………………………………………………15</p><p&

10、gt;　　結(jié)束語 …………………………………………………………………………19</p><p>　　參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………20</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　水泵作為一種通用機(jī)械，在社會各行各業(yè)中發(fā)揮重要作用。它是除電動機(jī)外使用最廣泛的機(jī)械，幾乎沒有一個國

11、民經(jīng)濟(jì)部門不使用水泵。泵對發(fā)展生產(chǎn)、保證人民的正常生活和保障任命的生命財產(chǎn)安全具有至關(guān)重要的作用。在農(nóng)業(yè)方面，水泵及排灌站在抵御洪澇、干旱災(zāi)難。改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件等方面更是功不可沒。</p><p>　　作為一個水泵設(shè)計人員，設(shè)計一臺高質(zhì)量的泵，無論從節(jié)能還是從企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性角度考慮，都會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。尤其是在深化改革、市場經(jīng)濟(jì)運作的今天，圍繞價值工程學(xué)，以最低的生產(chǎn)投入，設(shè)計一種經(jīng)濟(jì)，安全、優(yōu)質(zhì)高效的泵，

12、無疑是擺在我們面前的一項艱巨任務(wù)。</p><p>　　經(jīng)驗無疑是一項影響設(shè)計優(yōu)劣的重要因素。在今天，相當(dāng)多的設(shè)計環(huán)節(jié)仍然是靠經(jīng)驗確定的，很多計算公式也是根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來的，所以，設(shè)計精度仍然局限在一定范圍內(nèi)。為了提高設(shè)計的準(zhǔn)確性，在設(shè)計工程中必須要有認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，同時盡量采用資深設(shè)計情況的公式。</p><p>　　光有理論知識是不能做好泵的設(shè)計的，此次設(shè)計正好為我們提供了一次時

13、間的機(jī)會，有助于理解、鞏固理論知識和為以后的工作打下基礎(chǔ)。此時我們必須端正設(shè)計態(tài)度，以嚴(yán)肅的工作作風(fēng)對待設(shè)計，同時在實踐中多想、多問、多動手。使我們能夠在以后的工作中迅速進(jìn)入角色，完成從學(xué)生到工程技術(shù)人員的轉(zhuǎn)變。</p><p>　　第一章 結(jié)構(gòu)方案確定 </p><p><b>　　1.1 確定

14、比轉(zhuǎn)數(shù)</b></p><p>　　計算泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns，確定泵的結(jié)構(gòu)方案。公式為</p><p>　　式中 Q——單吸葉輪泵的流量m3/s</p><p>　　H——單級葉輪泵的揚(yáng)程m</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　=66.3<

15、/b></p><p>　　1.2 確定泵進(jìn)、出口直徑</p><p>　　泵的進(jìn)出口直徑 。吸入口直徑Ds由進(jìn)口流速(經(jīng)濟(jì)流速)決定，</p><p>　　試選 m/s </p&g

16、t;<p><b>　　=153 mm</b></p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)取150 mm</p><p>　　而出口直徑按經(jīng)驗公式＝（0.7～1.0）Ds確定。</p><p>　　對于低揚(yáng)程泵，取泵出口直徑，則取0.8=120mm</p><p>　　1.3 泵進(jìn)出口流速</p><p

17、><b>　　泵進(jìn)口速度V</b></p><p>　　V===3.14m/s</p><p><b>　　泵出口速度V</b></p><p>　　V===4.19m/s</p><p>　　1.4 確定效率和功率</p><p><b>　　1）水力效率：

18、</b></p><p><b>　　=0.877</b></p><p><b>　　2）容積效率：</b></p><p><b>　　==0.960</b></p><p><b>　　3）估算機(jī)械效率：</b></p>&

19、lt;p><b>　　=0.909</b></p><p><b>　　4) 總效率：</b></p><p>　　=0.8770.9600.909=0.765 </p><p>　　1.5電動機(jī)的選擇軸徑的確定</p><p><b>　　軸功率：</b><

20、;/p><p><b>　　==35.6 kw</b></p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)功率45 kw</p><p>　　泵軸的直徑應(yīng)按其承受的外載荷（拉、壓、彎、扭）和剛度及臨界轉(zhuǎn) 速條件確定。因為扭矩是泵軸最主要的載荷，所以在開始設(shè)計時，可按扭矩確定泵軸的最小直徑（通常是聯(lián)軸器處的軸徑）。&l

21、t;/p><p>　　扭矩==296.4Nm</p><p>　　泵軸選用45#調(diào)質(zhì)鋼。查表[ ]=44.1～53.9MPa，取 =500×10^5kg/m^2 </p><p><b>　　最小軸徑：</b></p><p><b>　　==30.9mm</b></p><

22、;p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)直徑：</b></p><p>　　10，15，20，25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，400</p><p>　　采用標(biāo)準(zhǔn)化軸徑取d=40mm</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　考慮軸上零件

23、的固定和定位，以及裝配順序，選用下圖裝配方案：</p><p>　　圖1-3 軸上零件裝備圖</p><p>　　第二章 水力設(shè)計（速度系數(shù)法）</p><p>　　2.1 葉輪進(jìn)口直徑D0的確定</p><p><b>　　兼顧汽蝕與效率 取</b></p><p>　　進(jìn)口當(dāng)量直徑 =4.

24、5×=152mm</p><p><b>　　單級單吸式 取=0</b></p><p>　　D1=0.85*D0=130mm</p><p>　　2.2 葉輪出口直徑D2的確定</p><p>　　取=1.046，則=12.013</p><p><b>　　=405mm&l

25、t;/b></p><p>　　2.3確定葉片出口寬度</p><p><b>　　取，則=0.572</b></p><p>　　=19.3mm ，取=19mm</p><p>　　2.4確定葉片出口安放角 </p><p><b>　　一般取 這里取</b&g

26、t;</p><p><b>　　2.5確定葉片數(shù)Z</b></p><p>　　=5.54，取Z=6</p><p>　　2.6精算葉輪外徑D2</p><p>　　對于D2的精算，過程如下： </p><p><b>　　由 ；</b>&l

27、t;/p><p><b>　　得：；</b></p><p>　　此處 取β2＝27°，D2=405mm進(jìn)行迭代精算如下：</p><p>　　有限葉片數(shù)理論揚(yáng)程修正系數(shù)：；</p><p><b>　　式中：靜矩；</b></p><p>　　經(jīng)驗系數(shù) ；&

28、lt;/p><p>　　無窮葉片數(shù)理論揚(yáng)程：</p><p><b>　　葉片出口排擠系數(shù)：</b></p><p><b>　　第一次精算</b></p><p><b>　　1. 理論揚(yáng)程</b></p><p><b>　　=H/=57.0m

29、</b></p><p><b>　　2. 修正系數(shù)</b></p><p><b>　　=1.16</b></p><p><b>　　3. 靜矩S</b></p><p><b>　　=0.0184m</b></p><

30、p>　　4. 有限葉片數(shù)修正系數(shù)P</p><p><b>　　=0.431</b></p><p>　　5. 無窮葉片數(shù)理論揚(yáng)程</p><p><b>　　=81.57m</b></p><p>　　6. 葉片出口排擠系數(shù)</p><p><b>　　=0

31、.9747</b></p><p><b>　　7. 出口軸面速度</b></p><p><b>　　=2.46m/s</b></p><p><b>　　8. 出口圓周速度</b></p><p><b>　　=30.79m/s</b>&l

32、t;/p><p><b>　　9. 葉輪外徑</b></p><p>　　=406mm (與假定值相對誤差小于2%)</p><p><b>　　2.7葉輪出口速度</b></p><p><b>　　1. 出口軸面速度</b></p><p><

33、;b>　　=2.45m/s</b></p><p><b>　　2. 出口圓周速度</b></p><p><b>　　=30.78m/s</b></p><p>　　3. 出口圓周分速度</p><p><b>　　=18.15m/s</b></p&g

34、t;<p>　　4. 無窮葉片數(shù)出口圓周分速度</p><p><b>　　=25.79m/s</b></p><p>　　第三章 畫葉輪木模圖與零件圖</p><p>　　3.1葉輪的軸面投影圖</p><p>　　葉輪各部的尺寸確定之后，畫葉輪軸面投影圖。畫圖時，參考相近比轉(zhuǎn)速、性能良好的葉輪圖作為參考

35、。（關(guān)醒凡編《現(xiàn)代泵技術(shù)手冊》第二十三章 泵性能（幾何）和水力模型）軸面投影圖形狀力求光滑通暢。</p><p>　　繪制好軸面投影圖后，檢查流道的過水?dāng)嗝孀兓闆r。過流斷面面積F</p><p>　　其中：———軸面液流過流斷面形成線重心的半徑</p><p>　　———軸面液流過流斷面形成線的長度</p><p>　　各流道面積計算，葉輪

36、流道面積檢查圖如下：要求該曲線有平滑的變化規(guī)律，否則必須修改軸面投影圖，直到符合為止。 </p><p><b>　　3.2繪制中間流線</b></p><p>　　在軸面液流過流斷面形成線上取一點，而后計算此點兩邊的面積，面積相等則此點即中間流線上的—點；如面積不相等，則將此點向面積大的一面移動，再檢查兩邊面積是否相等，進(jìn)行修改，直到兩面積相等為止，即得到流線所經(jīng)過

37、的點。</p><p>　　注：下表中下標(biāo)1表示上圖中上流道，下標(biāo)2表示上圖中的下面的流道</p><p>　　3.3流線分點（作圖分點法）</p><p>　　在軸面投影圖旁，畫兩條夾角等于△θ的射線。本設(shè)計中△θ=8°。從出口開始，沿軸面流線試取△S，若△S中點半徑對應(yīng)的兩條射線間的弧長△u,與試取的△S相等，則分點正確。如果不等，另取△S，直到△S=

38、△u。根據(jù)上述方法將前后蓋板流線及中間流線分點。分點情況如下：</p><p><b>　　3.4確定進(jìn)口角</b></p><p><b>　　葉片進(jìn)口處的速度</b></p><p>　　其中： 為過i點的過水?dāng)嗝婷娣e</p><p><b>　　葉片進(jìn)口液流角 </b>

39、;</p><p>　　進(jìn)而得到葉片進(jìn)口安放角</p><p>　　采用編程迭代的方法計算。先假定一個，帶入上式計算出，再用反算，觀察計算值與假定值是否相等，相等則計算正確。數(shù)據(jù)如下圖;</p><p><b>　　3.5作方格網(wǎng)</b></p><p>　　葉片繪型時，要求葉片在出口出能有一段葉片安放角保持不變，而其他

40、部分角度變化應(yīng)盡量均勻型線的形狀極為重要，不理想時堅決修改，必要時可以適當(dāng)改變進(jìn)口安放角、葉片進(jìn)口位置、葉片包角、葉片出口邊不布置在同一軸面上等，重新繪制。</p><p><b>　　葉片加厚數(shù)據(jù)如下</b></p><p><b>　　3.6繪制木模圖</b></p><p>　　畫出具有軸面截線并已加了厚度的軸面投影

41、圖.</p><p>　　在葉輪的軸面截線圖上，作垂直于葉輪軸心線的直線，這些直線實質(zhì)上就是一些垂直于葉輪軸心線的平面，通常稱為割面或等高面，它們與葉片的交線就是葉片的模型截線。 直線是等距離的，但亦可不等，視設(shè)計需要而定，葉片扭曲較大處，距離可取小一些.</p><p>　　根據(jù)D、d畫葉輪平面圖，并作出與軸面投影圖上軸面截線相對應(yīng)軸向截面.在平面圖上先畫出葉片與后蓋板交線的投影，然后再

42、作模型截面與葉片相的投影。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　為期兩周的課程設(shè)計時間雖短但是讓我學(xué)到了很多知識，前幾天有一個作業(yè)是畫木模圖，我拿起電腦畫了很久也沒有弄好，最終選擇放棄，但是這次的課程設(shè)計我從頭認(rèn)真學(xué)起，在經(jīng)過一次次的修改終于明白了葉輪水力設(shè)計的具體步驟，雖然自己設(shè)計的作品在實際中不能應(yīng)用，但是我相信通過以后的工作和學(xué)習(xí)自己

43、的經(jīng)驗水平會不斷提高。</p><p>　　在設(shè)計中最重要的就是認(rèn)真和仔細(xì)，理論和實際相結(jié)合，這點是我做的最不好的，比如在設(shè)計環(huán)節(jié)上僅從理論上考慮，沒有充分考慮到一些具體的實際生產(chǎn)工藝工程，所以設(shè)計的水泵和真實的水泵有一定的差距，原因是可能對水泵的具體結(jié)構(gòu)還不是很了解，我覺得這些都是由自己的經(jīng)驗不足造成的，只要在以后的工作中，認(rèn)真去看，仔細(xì)去摸索，并虛心向大家學(xué)習(xí)，問題總會有解決的一天。</p>&

44、lt;p>　　這次課程設(shè)計為明年的畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)，在這個基礎(chǔ)上，通過我的努力學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計肯定會很順利的完成。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　泵的理論與設(shè)計 關(guān)醒凡 機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p>　　現(xiàn)代泵技術(shù)手冊 關(guān)醒凡 1959.9</p><p&g