gz潜水轴流泵设计说明书,QZ型潜水轴流泵设计说明书设计参数：流量Q=130m3/h扬程H＝3.7m转速n＝2900r/min1．概述本设计系。

轴流泵是一种高比转数的水泵，一般比转数sn ≈500～1000．当sn 大于500时，泵一般设计成轴流式。

轴流泵属于低扬程、大流量泵，一般性能范围为：扬程1～2m ；流量0.3～0.65m 3/s 。

轴流泵结构简单，重量轻，主要用于扬程低，流量大的场合。

中、小型轴流泵的结构油吸入喇叭口、叶轮、导流器、弯管等组成，叶轮一般采用不可调式，这种结构叶轮非常简单。

小型轴流泵的驱动电机可与泵连在一起，使用和安装均非常方便，缺点是效率曲线的高效区比较窄，泵比转数越高，高效区越窄。

对于大型轴流泵，可将叶轮设计成可调式的，以增加水泵的高效区。

在本设计中，设计参数：流量 Q=130m 3/h ，扬程 H ＝3.7m ，配套功率 P配＝2.2KW ，属于小型泵，叶轮采用不可调式。

比转数4365.3HQ n ns，代入参数计算得sn ＝754，故泵的结构为轴流式。

作为潜水泵，需要在水下工作，为了安装和检修的方便，把泵和电机设计成一体，用一根轴连接。

汽蚀方面，泵在水下工作，一般不会发生汽蚀，可以不作要求。

2．叶轮的设计（1）轴流泵的轮毂比D d h轮毂用来固定叶片，在结构和强度上应保证安装叶片要求。

减小轮毂比Ddh，可减少水力摩擦，增加过流面积，有利于抗汽蚀性能的改善。

但过分的减少轮毂比，会增加叶片的扭曲，偏离设计工况时，会造成流动紊乱，在叶片进出口形成二次回流，使效率下降，高效范围变窄。

轴流泵的轮毂比D dh根据比转数确定：根据设计参数计算出的sn ＝754，试取Ddh＝0.45。

（2）轴流泵的叶片数Z轴流泵的叶片数Z 可以根据比转数sn 来选定，一般Z=3～6，比转数高，叶片负荷轻，叶片数可少一些。

比转数sn ＝500～600，叶片数取6～5；比转数sn ＝700～900，叶片数取4个。

据此，本设计中取叶片数Z ＝4。

（3）叶轮外径D叶轮的当量直径0D 的大小决定叶轮前轴面速度0m v 的大小，在转速一定情况下，0m v 的大小与叶片前来流速度（相对速度）与圆周之间夹角0β大小有关。

0β影响着叶片中翼型的安放角cβ，而cβ太小叶片排挤系数就小，因此需要控制0β角。

为控制0β角在一定范围，鲁特捏夫建议按叶轮进口出轴面速度0m v 计算当量直径0D ，他建议取轴面速度0m v 为：320)08.0~06.0(Qn v m =计算出轴面速度后可以计算当量直径：2004D Qv m π=2004m v Q D π=代入数据得：3202900360013007.0⨯=m v ＝4.7m/s7.414.3036.040⨯⨯=D =0.99m因此，叶轮外径2)(1D d D D h -=＝110mm轮毂直径D Dd d hh ⨯==0.45⨯0.11＝所取截面见右图。

（6）确定轴面速度m V 和速度环量Γ的分布规律轴面速度)(422hm d D Qv -=π，代入参数计算，得sm v m /77.4)05.011.0(4036.022=-=π速度环量hgHωηπ22=Γ ，代入数值，得s m n gH h /927.081.06029007.381.96022=⨯⨯==Γη假设1=Γ ，则绕翼型环量：s m Z/232.0212=Γ-Γ=Γ本设计为小型泵，为提高效率可以选用非等环量分布设计，但可能会出现各参数相差较大的情况，无法获得满意的结果。

事实证明，采用等环量和等轴面速度设计，各截面计算参数与非等环量情况相差不大，且结果也能令人满意，方法简单。

故本设计中采用等环量和等轴面速度设计。

s m D v u /47.5054.014.3927.012=⨯=Γ=πs m v v u v w u u m /25.7)247.52.8(77.4)2/)((222212=-+=+-+=∞︒=-=+-=∞12.41247.52.877.4221arctg v v u v arctgu u m β② 截面Ⅱsm nD u /17.10602900067.014.3602=⨯⨯==πs m D v u /41.4067.014.3927.022=⨯=Γ=πs m v v u v w u u m /28.9)241.42.8(77.4)2/)((222212=-+=+-+=∞︒=-=+-=∞92.30241.42.877.4221arctg v v u v arctgu u m β③ 截面Ⅲsm nD u /14.1260290008.014.3603=⨯⨯==πs m D v u /72.308.014.3927.032=⨯=Γ=πs m v v u v w u u m /31.11)272.32.8(77.4)2/)((222212=-+=+-+=∞︒=-=+-=∞89.24272.32.877.4221arctg v v u v arctgu u m β④ 截面Ⅳsm nD u /11.14602900093.014.3604=⨯⨯==πs m D v u /17.3093.014.3927.042=⨯=Γ=πs m v v u v w u u m /4.13)217.32.8(77.4)2/)((222212=-+=+-+=∞︒=-=+-=∞85.20217.32.877.4221arctg v v u v arctgu u m β⑤ 截面Ⅴsm nD u /09.1660290011.014.3605=⨯⨯==πs m D v u /79.211.014.3927.052=⨯=Γ=πs m v v u v w u u m /45.15)279.22.8(77.4)2/)((222212=-+=+-+=∞︒=-=+-=∞98.17279.22.877.4221arctg v v u v arctgu u m β（8）叶栅间距t截面Ⅰ mm ZD t 4.4245414.31=⨯==π 截面Ⅱ mm ZD t 6.5246714.32=⨯==π 截面Ⅲ mm ZD t 8.6248014.33=⨯==π截面Ⅳ mm ZD t 7349314.34=⨯==π截面Ⅴmm ZD t 2.83411014.35=⨯==π以上为叶轮设计的前期计算，无论采用升力法还是圆弧法设计该泵，均需进行以上部分的计算。

以下分别用升力法和圆弧法对叶轮进行设计。

一、升力法设计叶轮升力法设计轴流泵计算表根据上表中的计算结果，对叶片进行绘型。

根据490翼型的结构，按比例计算翼型的尺寸，列入表格，即得翼型的绘型表。

绘型表见下一页。

绘型表中参数的意义见下图：绘型计算表QZ型潜水轴流泵设计说明书14二、圆弧法设计各参数的计算结果列在表中，具体见下表：圆弧法设计轴流泵计算表第一次逼近计算：第一次逼近计算主要是为了求得α∆，如果α，则说明计算结果理想，不用修正。

事实∆1≤︒上，本次计算结果除了截面Ⅰ，均很好的符合了要求，不需要进行修正。

下面是翼型骨线的几何参数及水力效率的计算：QZ型潜水轴流泵设计说明书圆弧法叶片绘型表QZ型潜水轴流泵设计说明书21（9）叶片绘型① 画翼型展开图 根据叶片绘型表的数据，将翼型加厚，得到各截面的翼型图。

② 确定叶片旋转轴线位置 取距离翼弦进口l 4.0处的骨线上的点作为旋转中心水平线。

必要时可以适当偏离骨线。

③ 作叶片轴面投影图 做各翼型的水平中心线，将翼型进出口端点到中心水平线的纵坐标方向距离，移到轴面图中心线的两侧，光滑连接各点得到叶片轴面投影的进出口边。

进出口边应该为光滑的曲线。

④ 作轴面投影和木模截线 在轴面投影图中，作一组垂直轴线的木模截面，按各截线间的距离画到各翼型展开图中。

同时在各翼型中画出一组竖线，竖线间水平距离等于对应半径截面︒10中心角的弧长ϕπ∆)3602(R。

将各翼型图中水平线1，2，3……与翼型工作面及背面交点，按所在角度位置用插入点法插入到平面图中相应的角度位置，分别光滑地连接，得到工作面的木模截线（实线）和背面木模截线（虚线）。

设计中要求木模截线光滑有规律变化。

详细见叶片木模图，在此不赘述。

3．导叶的设计轴流泵的导叶作用是消除液体环量，转换速度能为压力能。

本设计中，采用流线法设计导叶。

为了减少水泵的整体长度，本设计采用将导叶与扩散管合为一体的方案，在此我们称之为导流壳，详见零件图的导流壳部分。

为减少损失，导流壳的扩散角为︒10~6，本设计因水泵尺寸小，仅取为︒2。

导叶进口边应该与叶轮出口边平行，本设计尽量以此为原则，略微有些偏离。

导叶和叶轮间距离取mm 8~6。

叶片数取5个。

流线法设计导叶的步骤为： ① 绘制导叶的轴面投影图； ② 分流线 导叶有锥度，流面为锥面。

根据经验，以圆柱面代替，误差不大。

为简便起见，本设计即以圆柱面代替锥面； ③ 计算各流面叶片进出口安放角4α和4α由进口速度三角形，3333ψαu m v v tg =式中，3m v ——导叶进口轴面速度，)(42233h m d D Qv -=π3ϕ——叶片进口排挤系数， πψ3331D zs u -=式中，3D ——计算流面的进口直径；3u s ——导叶进口圆周方向厚度，333sin αs su =式中，3s ——计算流面导叶进口的流面厚度； 3α——导叶进口安放角；3u v ——导叶进口处圆周分速度，按2233R v R v u u =计算。

本设计，先选定3ϕ，然后确定出3α。

根据确定出的3α求出3ϕ，然后与选定值比较，进行校核。

叶片出口角4α一般取︒90~80，本设计中取︒=904α。

④ 确定叶栅稠密度t l本设计参考类似设计取定叶栅稠密度。

根据对流道扩散角的校核，满足扩散角为︒10~6的要求。

流道扩散角的校核公式：lt t tg 2sin 23αε-= ε——流道扩散角。

⑤ 导叶高度导叶高度2sin 43αα+=l e 。

本设计取先确定e ，定出l ，再校核扩散角。

导叶高度mm D e 44~33)4.0~3.0(==，取mm e 40=。

校核满足扩散角要求。

⑥ 确定导叶骨线半径导叶骨线半径43cos cos αα-=eR ⑦ 翼型加厚本设计取翼型l 4.0除厚δ，以翼型骨线上的点为圆心画圆；翼型头部以δ5.0为半径画圆。

最后以相切圆弧连接得到翼型。

不同截面δ的取值：导叶设计计算一览表至此，导叶设计完毕。

以上为水力设计部分，下面转入水泵的结构设计。

4．轴流泵的结构设计（1）概述本设计为小型潜水轴流泵，电机为湿式的，且采用通用轴，这样再工艺、装配上都非常简便。

泵为上泵式，主要零件由进水段，叶轮，导叶体，接头和轴套等，工艺主要是铸造。

本设计中，对叶轮、导叶体、和轴套的加工要求较高，其他零件要求一般。