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/min概述本设计系。

.。

.。

轴流泵是一种高比转数的水泵，一般比转数s n ≈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4365.3H Q n n s,代入参数计算得s n ＝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D d h ，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 d h 根据比转数确定:根据设计参数计算出的s n ＝754，试取D d h ＝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s n 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s n ＝500～600,叶片数取6～5；比转数s n ＝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c β,而c β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 Q v m π=204m v QD π= 代入数据得：3202900360013007.0⨯=m v ＝4。

7m/s 7.414.3036.040⨯⨯=D =0.99m水力效率81.0=h η此效率只是初步估计，仅用于设计过程中的计算。

（5)确定计算截面本设计中取5个截面，内外截面分别与轮缘和轮毂留有一定距离，见图一。

以方便用样板检查.所取各截面 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60Dn u π=，Dv u πΓ=2, 2212)2/)((u u m v v u v w +-+=∞221u u mv v u v arctg+-=∞β下面是各截面的速度三角形的计算:① 截面Ⅰ② sm nD u /20.8602900054.014.3601=⨯⨯==πs 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=-+=+-+=∞ ③ ︒=-=+-=∞12.41247.52.877.4221arctg v v u v arctgu u m β截面Ⅱ④ sm nD u /17.10602900067.014.3602=⨯⨯==πs m D v u /41.4067.014.3927.022=⨯=Γ=π ⑤ s 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 β⑥ 截面Ⅲsm nD u /14.1260290008.014.3603=⨯⨯==πs m D v u /72.308.014.3927.032=⨯=Γ=π s 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 β截面Ⅳsm nD u /11.14602900093.014.3604=⨯⨯==πs m D v u /17.3093.014.3927.042=⨯=Γ=π s 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 β截面Ⅴsm nD u /09.1660290011.014.3605=⨯⨯==πs m D v u /79.211.014.3927.052=⨯=Γ=π s 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Ⅰmm ZD t 4.4245414.31=⨯==π截面Ⅱmm ZD t 6.5246714.32=⨯==π 截面Ⅲmm ZD t 8.6248014.33=⨯==π截面Ⅳmm 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。

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：资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除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︒≤∆1α，则说明计算结果理想，不用修正。

事实上,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。

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除圆弧法叶片绘型表(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。

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 s u =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 tg2sin 23αε-=ε——流道扩散角。

⑤ 导叶高度至此，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。

本结构设计以提高水泵效率为目的.(2）叶轮作为泵的能量转换部件，泵的效率主要取决于叶轮的效率，故需要提高叶轮的制造要求,特别是过流部件。

叶轮与轴通过键来联结，为防止叶轮的轴向移动，叶轮选用螺母锁紧。

（3）进水段进水段的作用是将水平稳的引向叶轮,以减少损失；另外,进水段还起到支撑泵整体重量的作用，因此在设计中主要考虑以下两个方面：90的转弯光滑。

本设计采取的是①为提高能量性能，尽量使水流速度平缓，故要求将进水段设计为一段圆弧，并将支撑筋的头部和尾部进行修圆。

由于进水段还起到支撑重量作用,并且还要承受水流的冲击，要对支撑筋进行加厚。

为保守起见,本设计取支撑筋偏厚，保证强度满足要求.（4）导流壳导叶的作用是消除环量，将动能转换成压能，以减少液体出口的水力损失.根据实际经验，导叶对效率的影响微乎其微,故对其要求不是很严格.为了使结构紧凑，在本设计中，把导叶和扩散断设计成一个整体,即导流壳。