食品機械與設(shè)備課程設(shè)計-- 離心泵設(shè)計

1、<p>　　食品機械與設(shè)備課程設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　離心泵是一種用量最大的水泵。在給水牌水及農(nóng)業(yè)工程、固體顆粒液體輸送工程、石油及化學(xué)工業(yè)、航空航天和航海工程¡¢能源工程和車輛工程等國民經(jīng)濟各個部門都有廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本論文是設(shè)計一臺滿足設(shè)計要求的

2、單級單吸離心泵，通過計算和分析，確定總體參數(shù)、配套功率和各部分的尺寸。離心泵的水力性能主要取決于離心泵的水力設(shè)計，它包括葉輪設(shè)計、壓出室和吸入室的設(shè)計。目前離心泵水力設(shè)計方法有兩種，模型換算法和速度系數(shù)法。速度系數(shù)法是根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計獲得速度系數(shù)經(jīng)驗值來計算設(shè)計模型的各參數(shù)，也具有一定可靠性，而且不受水力模型限制本設(shè)計采用速度系數(shù)法進行水力設(shè)計。使之達到理想的效果，具有良好的性能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：離心泵

3、 葉輪 速度系數(shù)法</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Centrifugal pump is a kind of the most consumable in pumps ,water drainage and in agricultural engineering ,solid particles liquid trans

4、portation engineering ,oil and chemical industry ,aerospace and marine engineering ,energy engineering and vehicle engineering ,etc. all departments of national economy is widely used.</p><p>　　The article i

5、s to design a centrifugal pump which should be satisfied the designed requirement, thronging analysis, confirming total parameter, completed set power and 

6、each part’s size. The waterpower capability of centrifugal pump is mainly lie on its waterpower design, which includes impeller design,

7、 extruded room and inhaled room design. At present the waterpower design. At present the waterpower design of centrifugal pump has two type methods: model conversion method and

8、0;speed coefficient me</p><p>　　Key words：centrifugal pump  impeller  speed coefficient method</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………

9、2 </p><p>　　ABSTRACT………………………………………………………………………… 3 </p><p>　　目錄 …………………………………………………………………………………3 </p><p>　　前 言 …………………………………………………………………………………5</p><p>　　第一章 緒論………………………

10、…………………………………………………6</p><p>　　1.1 泵的用途………………………………………………………………………6</p><p>　　1.2 泵的分類………………………………………………………………………6</p><p>　　1.3 離心泵主要部件………………………………………………………………7</p><p>

11、;　　第二章 結(jié)構(gòu)方案的確定……………………………………………………………7</p><p>　　2.1 確定泵比轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………8</p><p>　　2.2 確定泵進、出口直徑…………………………………………………………8</p><p>　　2.3 確定效率和功率以及電動機的選擇…………………………………………8&

12、lt;/p><p>　　2.4 聯(lián)軸器處軸徑的初步確定及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………9</p><p>　　第三章 葉輪的水力設(shè)計 …………………………………………………………10 3.1 葉輪進口直徑D0的定 ………………………………………………………10</p><p>　　3.2 確定葉片入口邊直徑…………………………………………………… 1

13、1</p><p>　　3.3 確定葉片入口處絕對速度和入口寬度…………………………………11</p><p>　　3.4 確定葉片入口處圓周速度 ……………………………………………11</p><p>　　3.5 確定葉片數(shù)Z ………………………………………………………………11</p><p>　　3.6 確定葉片入口軸面速度和入

14、口安放角……………………………12</p><p>　　3.7 確定葉片出口安放角和葉輪外徑 …………………………………12</p><p>　　3.8 確定葉片厚度……………………………………………………………12</p><p>　　3.9 計算排擠系數(shù)……………………………………………………………12</p><p>　　3.10

15、 確定葉片包角……………………………………………………………13</p><p>　　3.11 確定葉片出口寬度 ……………………………………………………13</p><p>　　3.12 計算有限葉片時，液體出口絕對速度以及與的夾角…………13</p><p>　　3.13 葉輪的軸面投影圖以 ………………………………………………………14</p&g

16、t;<p>　　第四章 壓水室的設(shè)計 ……………………………………………………………15</p><p>　　4.1 基圓直徑的確定……………………………………………………………15</p><p>　　4.2 壓水室的進口寬度……………………………………………………………15</p><p>　　4.3 隔舌安放角 …………………………………

17、……………………………15</p><p>　　4.4 泵舌安放角 ………………………………………………………………15</p><p>　　4.5 斷面面積F …………………………………………………………………15</p><p>　　4.6 當(dāng)量擴散角……………………………………………………………………16</p><p>　　4

18、.7 各斷面形狀的確定……………………………………………………………16</p><p>　　計算數(shù)據(jù)匯總 ………………………………………………………………………18</p><p>　　結(jié)束語 …………………………………………………………………………19</p><p>　　參考文獻 ………………………………………………………………………20<

19、;/p><p><b>　　離心泵設(shè)計說明</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　水泵作為一種通用機械，在社會各行各業(yè)中發(fā)揮著重要作用。它是除電動機以外使用范圍最廣泛的機械，幾乎沒有一個國民經(jīng)濟部門不使用水泵。泵對發(fā)展生產(chǎn)、保證人民的正常生活和保障人民的生命財產(chǎn)安全具有至關(guān)重要的作用。在農(nóng)業(yè)方面

20、，水泵及排灌站在抵御洪澇、干旱災(zāi)害，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)濟性角度考慮，都會帶來巨大的經(jīng)濟效益。尤其是在深化改革、市場經(jīng)濟運作的今天，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、安全、優(yōu)質(zhì)高效的泵，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)

21、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，很多的計算公式也是根據(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)計的準確性，在設(shè)計工程中必須要有認真、嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，同時盡量采用適合資深設(shè)計情況的公式。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間的機會，有助于理解、鞏固理論知識和為以后的工作打下基礎(chǔ)。因此我們必須端正設(shè)計態(tài)度，以嚴肅的眼光看待設(shè)計，以嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)對待設(shè)計，同時在實踐過

22、程中多想、多問、多動手，使我們能夠在以后的工作中迅速進入角色，完成從學(xué)生到工程技術(shù)人員的轉(zhuǎn)變。</p><p>　　關(guān)于選擇單級單吸離心泵的設(shè)計， 一方面， 因為泵與我們的日常成活、 與整個社會聯(lián)系都非常的緊密，其次，泵的結(jié)構(gòu)對于我們來說也不太陌生，難度適中，最后選擇這樣的課題進行設(shè)計也能夠充分的檢驗我們對所學(xué)知識的理解 程度，培養(yǎng)我們查找工具書的能力以及自己處理問題的能力。</p><p&g

23、t;<b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1泵用途</b></p><p>　　農(nóng)業(yè)灌溉和排澇，城市給水排水；動力工業(yè)中鍋爐給水泵、強制循環(huán)泵、循環(huán)水泵、冷凝泵、灰渣泵、疏水泵、燃油泵等；采礦工業(yè)的礦山排水泵、水砂充填泵；石油工業(yè)中泥漿泵、注水泵、深井才有泵、輸油泵、石油煉制泵等；化學(xué)工業(yè)中耐腐蝕泵、比例泵、計量泵。

24、</p><p><b>　　1.2泵的分類</b></p><p>　　泵：通常把提升液體、輸送液體和使液體增加壓力的機器統(tǒng)稱為泵。</p><p>　?。?）葉片泵：利用葉片和液體相互作用來輸送液體，如離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵等。</p><p>　?。?）容積泵：利用工作容積周期性變化來輸送液體，如活塞泵、柱

25、塞泵、隔膜泵、齒輪泵、螺桿泵等。</p><p>　　（3）其它類型泵：只改變液體位能的泵，如水車；或利用流體能量來輸送液體的泵，如射流泵、水錘泵等。</p><p>　　流量在5~20000，揚程在8~2800范圍內(nèi)使用離心泵比較合適。</p><p>　　優(yōu)點：效率高、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)速高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、性能平穩(wěn)、容易操作和維修等。</p>

26、<p>　　缺點：啟動前需要灌泵、液體粘度對泵性能有較大影響，如下圖1-1所示。 </p><p>　　圖1-1離心泵輸送清水的粘度極限</p><p>　　1.3離心泵主要部件</p><p>　　圖1-2 離心泵的葉輪</p><p>　　第二章 結(jié)構(gòu)方案確定</p><p>

27、<b>　　離心泵參數(shù)</b></p><p>　　流量Q=0.1m³/s ；揚程H=21m ；轉(zhuǎn)數(shù)n=1450r/min ；最大吸上真空度Hsmax=5.7 ；效率η=80%</p><p>　　工作條件：抽送常溫清水</p><p><b>　　2.1 確定比轉(zhuǎn)數(shù)</b></p><p&g

28、t;　　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>　　(10—1） </p><p>　　式中 Q——單吸葉輪泵的流量，m3/s</p><p>　　H——單級葉輪泵的揚程，m。</p><p><b>　　則：</b></p><p>

29、<b>　　=170.607</b></p><p>　　2.2 確定泵進、出口直徑</p><p>　　泵的進出口直徑 。吸入口直徑Ds由進口流速(經(jīng)濟流速)決定，</p><p>　　初選2—3.5 m/s 試選 m/s </p><p><b>　　則 </b></p>

30、<p>　　=206.016 mm</p><p>　　按標(biāo)準取210 mm</p><p>　　泵的出口直徑也叫泵的排出口直徑，是指泵排出法蘭處管的內(nèi)徑，對于低揚程泵，排出口徑可與進口直徑相同；對于高揚程泵，為減少泵的體積和排出管路直徑，可取排出口徑小于進口直徑，一般取按經(jīng)驗公式D t＝（0.7～1.0）Ds確定。</p><p>　　對于低壓小流量泵

31、，取泵出口直徑，則取=210 mm</p><p>　　2.3 確定效率和功率以及電動機的選擇</p><p><b>　　1）估算容積效率：</b></p><p><b>　　==0.95</b></p><p><b>　　2）估算機械效率：</b></p>

32、<p><b>　　=0.97</b></p><p><b>　　3) 總效率：</b></p><p><b>　　4）估算水力效率：</b></p><p><b>　　==0.87</b></p><p><b>　　軸功率：

33、</b></p><p>　　==25.725 kw</p><p>　　配套功率為Pc＝（1.1～1.2）P（kW）</p><p>　　則 Pc =1.225.725=30.87</p><p>　　2.4 聯(lián)軸器處軸徑的初步確定及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　1）軸徑的確定&

34、lt;/b></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）。</p><p><b>　　扭矩</b></p><p>　　==2072.76

35、1 kgcm</p><p>　　泵軸選用35 Q275，正火處理,查表[ ]=，取 </p><p><b>　　最小軸徑：</b></p><p>　　==28.46 mm</p><p><b>　　2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　考慮軸上零件的固定和定位

36、，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>　　第三章 水利設(shè)計（速度系數(shù)法）</p><p>　　3.1 葉輪進口直徑D0的確定</p><p><b>　　1)求</b></p><p>　　,查《泵產(chǎn)品設(shè)計規(guī)程》圖1-1-15得=0.

37、20</p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　2）求通過葉輪的流量</p><p><b>　　=0.105 </b></p><p><b>　　3）求葉輪進口直徑</b></p><p>　　==181.510mm</p

38、><p>　　3.2確定葉片入口邊直徑</p><p>　　一般按確定：=100200 取==181.510 mm</p><p>　　3.3確定葉片入口處絕對速度和入口寬度</p><p><b>　　取==4.508 </b></p><p>　　==45.505mm</p>&

39、lt;p>　　為提高氣蝕性能可適當(dāng)增大，取=50 mm ,經(jīng)驗表明，葉片入口過流斷面積和葉輪入口面積之比，在下列范圍內(nèi)較好：</p><p>　　==1.104合適。</p><p>　　3.4確定葉片入口處圓周速度</p><p>　　==13.741 m/s</p><p><b>　　3.5確定葉片數(shù)Z</b>

40、;</p><p>　　對=170.607（60250） Z=6</p><p>　　3.6確定葉片入口軸面速度和入口安放角</p><p>　　= 取=1.3 ， 則 m/s</p><p>　　設(shè)進口無旋，則液流角為：</p><p><b>　　解得21.005</b></p>

41、;<p>　　取葉片入口安放角為：</p><p><b>　　22</b></p><p>　　3.7確定葉片出口安放角和葉輪外徑 </p><p>　　一般取 ，高 取小值，低取大值，通常取 在這里取 ,取=1.00 。</p><p>　　==20.288 m/s</p><

42、p>　　==267.723 mm</p><p><b>　　3.8確定葉片厚度</b></p><p>　　葉片厚度S可按下列經(jīng)驗公式計算：</p><p>　　== 6 mm， 材料為鑄鐵。</p><p><b>　　3.9計算排擠系數(shù)</b></p><p>&

43、lt;b>　　葉片圓周厚度和節(jié)距</b></p><p><b>　　== 16 mm</b></p><p>　　== 95.036 mm</p><p><b>　　== 1.5</b></p><p>　　此處計算的與假設(shè)的相符，不需要重算。</p><p

44、>　　3.10確定葉片包角</p><p>　　對=的泵，一般取 ，低取大值，取 </p><p>　　3.11確定葉片出口寬度</p><p>　　由圖1-1-15取 ，葉輪出口軸面速度為：</p><p>　　==2.804 m/s</p><p><b>　　葉片出口圓周厚度：</b>

45、</p><p><b>　　==12 mm</b></p><p><b>　　葉輪出口寬度：</b></p><p>　　==48.836 mm</p><p>　　3.12計算有限葉片時，液體出口絕對速度以及與的夾 角： </p><p>　　==1

46、5.431 m/s</p><p><b>　　==0.9806</b></p><p>　　式中：（）+（經(jīng)驗系數(shù)）取</p><p>　　=7.791 m/s</p><p><b>　　==20°</b></p><p>　　==8.280 m/s</p

47、><p>　　3.13 葉輪的軸面投影圖</p><p>　　圖1-4 葉輪軸面投影圖簡圖 </p><p>　　第四章 壓水室的設(shè)計</p><p>　　壓水室是指葉輪出口到泵出口法蘭（對節(jié)段式多級泵是到次級葉輪出口前，對水平中開水泵則是到過渡流道之前）的過渡部分。設(shè)計壓水室的原則：</p><p>　　1、水力損

48、失最小，并保證液體在壓水室中的流動是軸對稱的,以保證葉輪中的流動穩(wěn)定； </p><p>　　2、在能量轉(zhuǎn)換過程中，軸對稱流動不被破壞；</p><p>　　3、消除葉輪的出口速度環(huán)量，即進入第二級葉輪之前，速度環(huán)量等于0。 </p><p>　　4、設(shè)計工況，流入液體無撞擊損失。 </p><p>　　5、因流出葉輪的流體速度越大，壓出室的

49、損失hf越大，對低ns尤甚，因此對低ns泵，加大過流面積，減小損失hf。</p><p>　　4.1 基圓直徑的確定</p><p>　　，取 ==289.440mm</p><p>　　4.2 壓水室的進口寬度</p><p>　　==70.836 mm （取C=10mm）</p><p><b>　

50、　4.3 隔舌安放角</b></p><p><b>　　==20°</b></p><p><b>　　4.4泵舌安放角</b></p><p><b>　　查手冊，取</b></p><p><b>　　4.5 斷面面積F</b>

51、</p><p>　　采用速度系數(shù)法，查得 ，壓水室中液流速度：</p><p>　　==7.304m/s</p><p>　　第8斷面的面積：==13691.128 </p><p><b>　　其他各斷面面積：</b></p><p>　　==11978.75 </p><

52、p><b>　　==10267.5</b></p><p>　　==8556.25 </p><p><b>　　== 6845</b></p><p><b>　　==5133.75</b></p><p><b>　　== 3422.5</b>&

53、lt;/p><p>　　== 1711.25</p><p><b>　　4.6 當(dāng)量擴散角</b></p><p>　　擴散角 常用范圍為，取 </p><p>　　4.7各斷面形狀的確定</p><p><b>　　確定角：</b></p><p>&

54、lt;b>　　一般，取</b></p><p><b>　　求A、B值:</b></p><p>　　求斷面高H及半徑R（8個斷面分別求）</p><p><b>　　斷面1:</b></p><p>　　== 68.090mm </p><p>　　=

55、=17.356 mm </p><p><b>　　斷面2： </b></p><p>　　==87.108 mm</p><p>　　===22.204 mm</p><p><b>　　斷面3：</b></p><p>　　==104.070 mm</p&g

56、t;<p>　　=0.2549104.070=26.528mm</p><p><b>　　斷面4： </b></p><p>　　==119.526 mm</p><p>　　==30.467mm</p><p><b>　　斷面5： </b></p><p

57、>　　==133.819 mm</p><p>　　==34.110 mm</p><p><b>　　斷面6：</b></p><p>　　==147.177mm</p><p>　　==37.515 mm</p><p><b>　　斷面7：</b></p&g

58、t;<p>　　==159.762 mm</p><p>　　==40.723mm</p><p><b>　　斷面8： </b></p><p>　　==171.702mm</p><p>　　==43.767 mm</p><p><b>　　葉片計算數(shù)據(jù)匯總</

59、b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.水泵及水泵站習(xí)題實驗課程設(shè)計指導(dǎo)書</p><p>　　2.泵的理論與設(shè)計 關(guān)醒凡 機械工業(yè)出版社 T414/19</p><p>　　3.現(xiàn)代泵技術(shù)手冊 關(guān)醒凡 1959.9</p><p>　

60、　4.離心泵 陳乃祥 吳玉林 TH311/C527</p><p>　　5.離心泵與軸流泵原理及水利設(shè)計 丁成偉 T414.2/5</p><p>　　6.葉片泵原理及水利設(shè)計 查森 T414.2/7</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計

61、，不僅學(xué)到了離心泵水利設(shè)計的知識，而且還學(xué)會了運用各種軟件。尤其是后者，通過這幾天的學(xué)習(xí)和使用，我們已經(jīng)基本掌握了這些軟件的使用方法和特點，比如說word和excel，以前只是懂了個皮毛，現(xiàn)在有了更深一步的了解和學(xué)會了大部分基本使用方法，我想這些軟件的使用技巧，會在我們以后工作中有很大的幫助。特別是Autocad我們又重新熟悉了以前學(xué)會的技巧。</p><p>　　以前我們在課堂上只是學(xué)到了簡單的關(guān)于離心泵的理論