基于CFD技术的离心泵优化设计 文章对目前泵设计方法如模型换算法、速度系数法和面积比原理进行详细介绍，并应用相似换算法和速度系数法对参数为Q=1400m3/h，H=15m，n=990r/min 的离心泵进行设计，通过CFD数值模拟，获得了内部流场较好的泵。 标签：离心泵；叶轮；设计 1 叶轮设计方法 在叶片式流体机械中，叶轮是叶片式流体机械中直接进行能量转换的部件，是叶片式流体机械最关键的部件。由于泵内部流动非常复杂，对其流动规律的认识还不够全面，因此泵的水力设计还需建立在半理论、半经验和试验验证的基础上进行。目前泵设计方法有几种形式，一般分为模型换算法、速度系数法、面积比原理[1]。 1.1 模型换算法 邹滋祥[2]系统的叙述了相似理论的具体内容，包括几何相似、物理现象相似以及两个体系之间相似的必要和充分条件，同时通过具体的例子来阐述叶轮机械模型设计过程中的具体应用方法。陈凤军[3]针对集中空调系统试运行中出现的循环泵电机发热严重、能耗高、实际效果差等问题，提出了运用相似原理、按功率匹配进行叶轮切割的技术改造方案。经实践证明，实现了优化运行，满足了设计要求，提高了经济效益。 应用模型换算法的首要前提条件，必须具有一个优秀的水力模型库，这样才会使得水力设计方便、可靠。 1.2 速度系数法 Stepanoff[4]早在1984年就提出利用比速规律进行水力设计的设计系数法，在统计大量实测资料的基础上提出了著名的Stepanoff速度图。国内于80年代初曾经对部分优秀模型进行统计。1985年陈次昌[5]应用多元逐步回归分析法对离心泵叶轮主要几何尺寸进行了总结与统计，得出了一些具有参考价值的计算公式。90年代初，张俊达[6]和何希杰[7]等对近年来的优秀模型进行了重新统计，提出了一些系数和规律。白小榜[8]等对6个混流泵优秀水力模型统计分析基础上，对叶轮和蜗室的主要几何参数：叶轮进口速度U0、叶轮外径D2（D2a，D2e）、出口宽度b2及蜗室几何参数计算公式中的速度系数进行了公式拟合，给出了混流泵的水力参数计算方法。同时应用设计实例验证设计方法的准确性。沙毅[9]等利用叶片泵能量方程和相似理论，推导出离心泵叶轮外径D2，出口叶片宽度b2和进口直径D0的速度系数法水力计算公式。在IS系列泵参数回归统计基础上，利用最小二乘法拟合速度系数与比转数的关系方程式。并用ns=87和ns=118两泵型的设计实例验证了设计计算方法的准确性和先进性。
多级离心泵价格及型号 一、多级离心泵产品概述： 多级离心泵是采用国家推荐使用的高效节能产品IS型泵的水力模型，为多级多节段式结构。螺杆把进水段、中段、出水段夹紧联成一体。水泵每一级装一个叶轮、一个导水叶。 轴向力采用水力平衡法解决，残余轴向力由球轴轴承承受，用油脂润滑。轴封采用软填料或机械密封。产品执行JB/T2727-93 《多级离心泵型式与基本参数》标准，主要供吸送稀释的、清洁的、不腐蚀的、不爆炸的清水及物理化学性质类似水的不含固体颗粒或纤维的液体。 多级离心泵采用计算机设计和优化处理，拥有雄厚的技术力量、丰富的生产经验和完善的检测手段，从而产品质量的稳定可靠。 二、多级离心泵适用范围： 广泛应用于高层建筑的消防、生活供水以及空调机组循环、冷却水输送。 三、多级离心泵产品特点： 1、水力模型先进：效率高，性能范围广。 2、结构新颖，运行可靠：取消了平衡鼓，其轴向力采用水力平衡，彻底解决了平衡鼓易锈蚀、易咬死、易磨损的问题，保证了运行更加可靠。 3、更少的运行、维修费用：采用优质机械密封，耐磨损、无泄漏、使用寿命长，故障率低，具有更少的运行维修费用。 4、运行平稳，噪音低：采用低转速电机，使泵运行平稳，噪音更低。 5、结构，占地面积小。
四、多级离心泵技术参数： 流量：4.2-504m3/h； 扬程：24-240m； 功率：1.5-450kw； 转速：1480r/min； 口径：φ40-φ250； 温度范围：0-+90℃； 工作压力：≤2.4Mpa。 五、多级离心泵型号意义：
六、多级离心泵适用范围： 广泛应用于高层建筑的消防、生活供水以及空调机组循环、冷却水输送。
D型泵系多级离心泵 一、概述 D型泵系多级、节段式离心清水泵，适用于矿山、工厂及城市给水、排水用。供输送不含固体颗粒及磨料。不含悬浮物的清水，或物理化学性质类似于清水的其它液体。被输送液体温度在-20℃~80℃。 二、型号说明 1）例150D30X5 150—泵吸入口直径（mm） D—多级、节段式离心清水泵 30—单级扬程为30m 5—泵级数为5级 2）例D280-43X5 D—多级、节段式离心清水泵 280—泵的流量（m3/h） 43—单级扬程为43m 5—泵级数为5级 三、结构说明 1、泵壳体部分 泵壳体部分主要由轴承、前段、中段、后段、导叶等用螺栓联接成整体， 前段吸入口中线呈水平线，后段吐出口中线与水平垂直。 2、转子部分 转子部分主要由轴承及安装在轴上的叶轮、轴套、平衡盘等零件组成。轴上零件用平键和轴套螺母紧固使之与轴成为一体。整个转子由两端轴承支承在泵壳体上，转子部分的叶轮数目是根据泵的级数而定。 3、轴承部分 本D型泵轴承有滑动轴承和滚动轴承两种，按型号不同而定，均不承受轴向力。泵在运行中应当允许转子部分在泵壳体中轴向游动，不能采用向心轴承。
4、泵的密封 泵的前段、中段、后段之间密封面均采用二硫化钼润滑脂密封，转子部分与固定部分之间靠密封环、导叶套、填料密封，当密封环和导叶套的磨损程度已影响泵的工作和性能时应予及时更换。 5、平衡机构 平衡机构由平衡环、平衡盘、平衡套等组成，平衡机构用于平衡泵的轴向力。在下述操作程序中，请注意“警告”、“小心”、“注意”标记词，这些词旨在强调人身安全和恰当的操作方法及维修方面的重点，其词义解释如下： 警告：操作程序、习惯等若违背，可能引起人身伤亡事故 小心：操作程序、习惯等若违背，可能引起对设备的损坏 注意：操作程序、条件等应引起高度重视 四、到货检查 到货后，应立即对设备进行验收，因装运引起的任何缺陷应立即报告给承运人。说明书文本和其它部件（如电机）的说明书及装箱单应存放在一个安全方便的地方以供随时参考。 五、泵的装配和拆卸 1、泵的装配本D型泵装配质量的好坏直接影响泵能否正常运行，并影响泵的使用寿命和性能参数；影响机组的振动和噪音，装配中应注意以下几点： a、固定部分各零件组合后的同心度靠零件制造精度和装配质量来保证，应保证零件的加工精度和表面粗糙度，不允许碰、划伤。作密封剂用的二硫化钼应干净。紧固用的螺钉、螺栓应当受力均匀。 b、叶轮出口流道与导叶进口流道的对中性是依靠各零件的轴向尺寸来保证。流道对中性的好坏直接影响泵的性能，故泵的尺寸不能随意调整。 c、泵装配完毕后，未装填料前，用手转动泵转子，检查泵转子在壳体内旋转是否灵活，轴向窜动是否达到规定要求。 d、上述检查符合要求后，在泵两端轴封处加入填料，注意填料环在填料室中的相对位置。 2、泵的拆卸 a、拆卸要与装配相反的顺序进行，拆卸时应严格保护零件的制造精度不受
水泵课程设计 综合说明 1.1 兴建缘由 该排涝泵站的兴建是为了满足某市城市防洪需要。 1.2 工程位置、规模、作用 工程位置:该排涝泵站拟建在距该县城区以东15公里的新沟河上。 3工程规模:由泵站设计流量Q=8.0m/s，由《泵站设计规范GBT50265-97》可知该排涝泵站属于中型泵站。 工程作用:满足城市的防洪需求 1.3 基本资料 地面以下土质为中粉质壤土，夹铁锰质结核，贯入击数为24击，地基土容3重19.4 kN/ m，含水率26.8%，空隙比为0.833，允许承载力220kPa，内摩擦角 -723?，凝聚力19 kPa，渗透系数2.66×10，地下水埋深7.3m。 1.3.2水位特征值 泵站上下游水位资料见表1-1。 表1-1 泵站上下游水位资料 下游水位(m) 上游水位(m) 设计运行水最低运行水最高运行水设计运行水最低运行水最高运行水 位位位位位位 26.4 25.8 30.6 31.4 31.1 31.8 1.3.3工程布置和主要建筑物
泵站工程的主要建筑物有进水建筑物、站房和出水建筑物。进水建筑物包括前池、进水池和进水管道等。出水建筑物包括出水管路和出水池等。泵站站房内安装水泵、动力机和辅助设备以及泵站附属设备。 1.3.4其他 该站建筑物等级为?级，站址北首附近有10kV电源，水陆交通方便。已知该泵站上下游引水河道断面设计参数如表1-2所示。其中上下游河道堤顶高程自行设计，规定下游地面高程低于引水河道堤顶0.5m。 表1-2 泵站上下游引水河道断面设计参数 1 下游引水河道上游引水河道河底高程河底宽度堤顶宽河底高程河底宽度堤顶宽边坡边坡 (m) (m) (m) (m) (m) (m) 24.1 7 1:2.5 6 27.7 7 1:2.5 6 第2章设计参数确定 2.1 设计流量的确定 3 泵站设计流量Q=8.0m/s。 2.2 水位分析及特征扬程的确定 考虑此泵站的主要功能为排涝，则本设计的水位组合如表2-1所示。表2-1 排涝泵站水位组合 下游(m) 上游(m) 设计运行水位 26.4 设计运行水位 31.4 最低运行水位 25.8 最低运行水位 31.1 最高运行水位 30.6 最高运行水位 31.8 泵站各特征扬程为: 设计扬程:H=H, H=31.4 ,26.4=5m; 设设上设下 最大扬程:H=H,H=31.8,25.8 =6m; 高最高上最低下
离心泵二维数值模拟分析 题目：离心泵二维数值模拟分析 院系：工学院 姓名：吕远 指导教师： 学号： 二〇一七年五月
[摘要] 泵是一种生产中常用的设备，其作用在于提高液态流体的全压。作为一种常见但能耗大效率低的工具。对泵的研究一直是一个热点问题。随着计算机技术的快速发展，使用CFD软件对泵的内部流场进行分析已经成为一种成熟手段。 本文在ProE软件建模的基础上，使用CFD类软件对模型进行计算迭代，从而得出泵运行时的流场。本文意在对泵在不同种工况调节特性下，对泵的运行进行性能模拟。各种工况条件包括：不同流量条件下。求解的主要目的为借助数值模拟内软件对实际化工程问题进行分析，为实际的工作提供一定的指导作用。 本文主要包括： （1）对模型网格的处理 （2）边界参数的指定 （3）对模拟结果的分析 （4）对计算流体力学理论的简介 [关键词] 数值模拟离心泵计算流体力学 CFD软件网格
目录： 摘要 第一章：流场分析的理论基础 1.1流体动力学基本方程 1.2离散格式 1.3湍流流动数值模型 第二章：离心泵内部流场的数值模拟2.1几何模型的网格划分 2.2旋转涡轮及静止蜗壳的耦合模型 2.3边界条件 2.4计算结果分析 第三章：不同工况对离心泵性能影响3.1泵的理论基础 3.2不同工况条件下对离心泵的数值模拟3.3数值模拟结果分析 总结
第一章：离心泵内部流场分析的理论基础 1.1流体动力学基本方程 对于流体流动，用控制方程来描述，描述泵中流体为不可压缩流体，且将流场简化为二维；则描述流场的方程—— 1.1.1质量方程： 表征质量守恒的方程 ()()++=0t u v x y ρρρ?????? 对于泵的内部条件而言，方程简化为： +=0u v x y ???? 1.1.2动量方程： 动量地理，动量变化率等于流体所受的合力 ()+div()=-0t yx xx x u p u u F x x y ττ ρρ-????+++=???? ()+div()=-0t xy yy y v p vu F x x y τ τρρ-????+++=???? （1） 其中对于牛顿流体，切应力符合： =( ) xy yx u v y x ττμ??=+?? （2a ） =2() xx u div u x τμλ-?+? （2b ） =2() yy v div u y τμλ-?+? （2c ）
DK型双级水平中开式离心泵 概述 DK型泵为两级中开式离心泵，适用于输送清水和物理化学性质类似清水的其它液体，被输送介质的温度为-20℃~80℃，适用于工业、城市、工厂、矿山给排水设备，也适用于水力机械化，水电，农业排灌等。结构特点 该型泵的泵盖与泵座，沿轴心线的水平中开面用螺柱压紧联接，两个叶轮用轴套螺母和叶轮挡套固定在轴上，同时，为了减少压水室的液体漏入吸水室，而在两个叶轮的吸入口处装有密封环，两叶轮间液流以隔板相隔。 轴的支承有液动轴承和滑动轴承，滚动轴承除100DK230、250DK240型泵为稀油润滑外，其余均为干油润滑，250DK360型泵为滑动轴承稀油强制循环润滑（配有稀油站），滚动轴承除承受转子的径向力外，同时还承受对称配置叶轮自然平衡后剩余部分的轴向力。 轴的密封为填料密封，填料函由泵座、泵盖两部分合成，高、低压端函体内安有水封环，其填料为油浸石墨石棉绳、水封水均从第一级引出，为了减低高压端填料腔的压力，设置了平衡水管部件，将填料腔内的高压液体引入第一级吸水室，当对密封性要求较高时，可选用机械密封。 在泵的最高处有一丝堵塞住的孔，供泵在开动前抽真空或注引水用。 水泵和电机通过弹性联轴器直联传动。
型号说明 例：250DK240 250——表示泵的吐出口径为250mm DK——多级水平中开式离心清水泵240——泵的总设计扬程为240m 性能范围(设计点) 流量：Q=23.4~1188m3/h 扬程：H=100.5~360m
DK型双级水平中开式离心泵结构图
型号参数 流量杨程H 转速 n 轴功 率 Pa 配带电动机效率 η 必须 汽蚀 余量 (NPSH )r 泵口径 m3/h L/s m r/min KW 功率 型号% 进口出口 KW m mm mm 40DK130 18 23.4 28.8 5 6.5 8 130 126.8 120.6 2980 15.6 17.2 18.8 22 Y180M-2 41 47 50.2 6.3 6.5 6.8 63.5 38 40DK160 22.7 41.8 52.6 6.3 11.6 14.6 164.4 159.3 153.7 2980 27.3 36.8 42 55 Y250M-2 37.1 49.2 52.7 5.48 9.6 76.2 38.1 50DK100 30.6 50.04 57.6 8.5 13.9 16 109.5 100.5 93 2980 14.93 19.75 21.23 30 Y200L1-2 61.1 69.3 68.7 2 3.3 4 76.2 50.8 50DK100 54 72 90 15 20 25 178 168 157 2980 46.7 54.9 58.3 75 Y280S-2 56 60 66 6.0 6.6 8.6 100 50.8 50DK170 90 72 54 25 50 15 157 168 178 2980 58.3 54.9 46.7 75 Y280S-2 65 60 56 8.6 6.6 6 100 50.8 80DK160 86.4 122.4 144 24 34 40 194 187 173 2980 63.3 79.9 84.8 110 Y315S-2 72 78 80 4 4.8 5.9 125 80 100DK230 152.6 231.1 42.4 64.2 236.3 229.5 2980 134.8 181.6 250 Y315M2-2/2 50 78 81.5 3.3 5 152.4 101.6
立式多级离心泵的安装规范 离心泵的安装规范,离心泵的安装规范 (1)离心泵安装前的准备 ①仔细检查各零件有无损伤，将配合面擦拭干净，并在配合面上重新涂上防锈油。 ②仔细检查基础的情况，有关经验表明，混凝土浇注的基础是很好的，如基础为混凝土结构，且以工作缝形式隔开‘，则可使来自各方的振动减小到最小值。 ③准备好安装所需的各种工具和起重器械。 (2)离心泵的安装规范 ①壳体部分的安装在任何情况下，都不能用吸入喇叭Vl作为泵支撑或者用喇叭口作为类似用途。 将泵安装垫板置于基础预留孔内，并在垫板下塞置垫铁，通过调整垫铁，初正垫板 水平。 在喇叭口法兰配合面上均匀涂上密封胶，用M30×80的螺柱将喇叭口与外接管a连接起来。 在离心泵安装垫板上放置枕木或其他支撑物，将连接好的外接管a与吸人喇叭口置于枕木或其他支撑物上。 在外接管b下法兰面上均匀涂上密封胶，用螺栓M30×140将外接管b与外接管a连接起来，把此组件置于枕木或其他支撑物上;同样把外接管C与外接管b连接起来置于枕木或其他支撑物上;对好销孔方向，把外接管d与吐出弯管用螺栓M30×140连起来，把外接管d置于枕木或其他支撑物上;支撑板用螺柱M30×85与外接管e连起来，把此组件用螺栓M30×140与外接管d连接起来置于枕木或其他支撑物上。 吊起上述已连接好的壳体，移开支撑物，将泵安装垫板配合面清理干净，并均匀涂上一周密封胶，放下泵壳体，并用地脚螺栓初步将壳体紧固在基础上。 校正泵的水平度，使垫板水平度在0.05/1000以下。 拧紧地脚螺栓，灌浆浇固泵安装垫板。 至此，泵壳部分安装完毕。 ②可抽部分的安装 只有在二次灌浆层彻底凝固后才能进行可抽部分的装配。 从主轴a的叶轮端装进两轴套，依次滑过短键槽处，在每个短键槽处装上一根812×54的键，将轴套退回至键位顶住，在每个轴套三螺孔处拧上三个Ml0×化工泵12的螺钉。 将叶轮放置在一人高左右的梁架上，在主轴a下端装上一根845×270的键，在主轴a的另一端拧上M48的吊环螺钉，将主轴a吊至叶轮上方，放下主轴a，使主轴a穿过叶轮的主轴孔，在主轴a
离心泵内部湍流流场的数值模拟 * 刘威 袁寿其 陈士星 吴涛涛 潘中永 （江苏大学流体机械工程技术研究中心 镇江 212013； 国家水泵及系统工程技术研究中心 镇江 212013） 摘要：针对离心泵在非设计工况下出现的内部流动不稳定性，同时为了研究泵内部湍流流动机理，运用Fluent 软件采用标准 ε ?k 方程对离心泵内部流场区域的速度分布、压力分布进行了数值模拟计算，对离心泵中进口段、叶轮进口及叶轮流道中 的流体速度分布进行了分析，得出了相应流动规律。计算了该离心泵在设计工况以及比流量在0.9至0.2时各小流量工况下流道内的流动情况并进行了分析和对比，得出在小流量工况下流道内出现漩涡并且随着流量的减小漩涡出现的流道随之增多，进口处出现漩涡位置提前，同时其内部流动更加复杂。结果表明小流量时叶轮流道内产生严重地回流，且部分流体回流至进口，破坏了进口处入流的均匀性，叶轮流道内产生了很大的漩涡区，各个流道的流动极其不均匀。最后结合文献，本文提供了减少漩涡及抑制漩涡的方法。 关键词：离心泵 漩涡 内部流动结构 数值模拟 中图分类号：TH311 Numerical Simulation on Internal Turbulent Flow Field in Centrifugal Pump LIU Wei YUAN Shouqi CHEN Shixing WU Taotao PAN Zhongyong (Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China National Research Center of Pumps and Hydraulic System Engineering and Technology, Zhenjiang 212013, China) Abstract ：Due to the unsteady inner flow at off-design conditions and for research the mechanism of inner turbulent flow within centrifugal pumps ，The velocity and pressure distribution of inner flow region in centrifugal pumps were investigated by Fluent and Realizable ε ?k turbulent model, the fluid velocity distribution of inlet pipe , impeller eye and the passage was analyzed, then the flow principles were obtained. The flow principles at the flow rate of d Q 、9.0/=d Q Q and 2.0/=d Q Q were calculated and analyzed ， Swirls were found in the passage at low flow rate ,with the lower flow rate, the more swirls and the inlet swirls positions push ahead, also more complex inner flow were obtained. The results show that there exists severe back flow in the passage at low flow rate and part of back flow turn back to inlet leads to non-uniformity of the inlet flow, tremendous swirls region in the impeller passage was found and the flow of each passage extremely un-uniform. Finally, Based on other literatures, it suggests one possible way to suppress the rotating stall in the pumps. Key words: Centrifugal pumps ；Swirls ；Inner flow structure ；Numerical simulation 0 前言 近年来，作为旋转机械的离心泵已经广泛地应用于核工业、农业、石油化工以及低温输送等领域。但其运行会消耗大量电能，因此，对其深入研究，改善离心泵的流动进而提高其运行效率，一直是泵领域研究的热门问题。 离心泵叶轮内部的流动是复杂的三维湍流运动，流动规律受到叶片曲率、叶轮旋转及其边界条件的影响。目前在研究其内部流动时多采用试验测量和数值模拟两种主要手段。特别在装置条件和变 * 国家自然科学基金资助项目(50825902) 工况的影响下，会出现湍流、流动分离、空化、旋转失速、二次流等很多设计工况下所没有的流动现象[1,2]。这些流动不稳定现象给离心泵的运行造成了很多危害，严重时甚至会影响泵的正常运行。因此，分析叶轮内部流动状态，对于设计以及改进泵在非设计工况点的性能，有着十分重要的意义。近年来，随着计算机技术的日益发展，其运算速度和存储能力迅速提高，数值计算方法的研究也逐步深入，使人们有可能利用微型计算机，采用数值模拟的办法来分析泵内部流动[3,4]。到目前为止，已经有很多学者采用数值计算的方法对泵内部流动进行了研究[5-7]，取得了一定的成果。在研究中发现，
主要设计参数 本设计给定的设计参数为： 流量Q=3 3 500.01389m m h s =，扬程H=32m ，功率P=15Kw ，转速 1450min r n =。 确定比转速s n 根据比转速公式 3 4 3.65145046.3632s n ?=== 叶轮主要几何参数的计算和确定 1. 轴径与轮毂直径的初步计算 1.1. 泵轴传递的扭矩 3 15 9.5510955098.81450 t P M N m n =?=?=? 其中P ——电机功率。 1.2泵的最小轴径 对于35号调质钢，取[]52 35010N m τ=?，则最小轴径 0.02424d m mm ==== 根据结构及工艺要求，初步确定叶轮安装处的轴径为40B d mm =，而轮毂直径为(1.2~1.4)h B d d =,取51h d mm = 2. 叶轮进口直径 j D 的初步计算 取叶轮进口断面当量直径系数0 4.5K =，则 0 4.50.09696D K m mm ==== 对于开式单级泵，096j D D mm == 3. 叶片进口直径1D 的初步计算
由于泵的比转速为46.36，比较小，故1k 应取较大值。不妨取10.85k =，则 110.859682j D k D mm ==?= 4. 叶片出口直径2D 的初步计算 2 20.5 0.5 246.369.359.3513.73 10010013.730.292292s D D n K D K m mm --???? ==?= ? ? ?? ?? ==== 5. 叶片进口宽度1b 的初步计算 ()00222 111 4/4//v v m j j h v Q Q V V D D d Q b DV ηηππηπ===-= 所以 220111 1 44j j v V D D b V D K D = = 其中，10v V K V =,不妨取0.8v K =，则 22 118535.42440.863.75j v D b mm K D ===?? 6. 叶片出口宽度2b 的初步计算 225/6 5/6 246.360.640.640.3373 1001000.33730.00727.2s b b n K b K m mm ?? ?? ==?= ? ? ?? ??==== 7. 叶片出口角2β的确定 取2β=15° 8. 叶片数Z 的计算与选择 取叶片数Z=8，叶片进口角0155.8β=。 9. 计算叶片包角? ()0 000360/360360 2.491128 t Z Z φλ??====
离心泵课程设计 课程设计说明书 题目: 流体机械及工程课程设计______ 院（部）：能源与动力工程学院_____ 专业班级： __________ 流体1002班________ 学号：3100201079 ___________ 学生姓名： _____________ 刘成强___________ 指导教师： _____________ 赵斌娟___________
离心泵课程设计 起止日期：2014.1.72012.1.17
流体机械及工程课程设计设计任务书 设计依 据： 流量Q：30m3/h 扬程H：18.5m 转 速n: 2900 r/min 效率：68% 任务要求： 1. 用速度系数法进行离心泵叶轮的水力设计。 2. 绘制叶轮的木模图和零件图，压出室水力设 计图。 3. 写课程设计说明书 4. 完成Auto CAD 出图
目录 第一章结构方案的确定 (5) 1.1确定比转数 (3) 1.2确定泵进、出口直径 (3) 1.3泵进出口流速 (3) 1.4确定效率和功率 (4) 1.5电动机的选择轴径的确定 (4) 第二章叶轮的水力设计 (5) 2.1叶轮进口直径D0的确定 (5) 2.2叶轮出口直径D2的确定 (6) 2.3确定叶片出口宽度b2 (6) 2.4确定叶片出口安放角 2 6 2.5确定叶片数Z (6) 2.6精算叶轮外径D (6) 2.7叶轮出口速度 (8) 2.8确定叶片入口处绝对速度M和圆周速度U1 (9) 第三章画叶轮木模图与零件图 (9) 3.1叶轮的轴面投影图 (9) 3.2绘制中间流线 (11) 3.3流线分点（作图分点法） (11) 3.4确定进口角1 (13) 3.5作方格网 (14) 3.6绘制木模图 (15) 第四章压水室的设计 (17) 4.1 基圆直径D3的确定 (17) 4.2压水室的进口宽度 (17) 4.3 隔舌安放角0 (17) 4.4隔舌的螺旋角0 (17) 4.5断面面积F (17) 4.6当量扩散角 (18) 4.7各断面形状的确定 (18) 4.8压出室的绘制 (20) 1. 各断面平面图 (20) 2. 蜗室平面图画 (20) 3. 扩散管截线图 (21)
立式多级离心泵运行原理 立式多级离心泵运行原理： CDL/CDLF是一种多功能产品，可以输送从自来水到工业液体的各种不同介质，适应于不同温度、流量和压力范围，CDL适用于无腐蚀性液体，CDLF适用于轻度腐蚀性液体。 灌溉：农田灌溉、喷灌、滴灌。 水处理：超滤系统、反渗透系统、蒸馏系统、分离器、游泳池。 供水：水厂过滤与输送、水厂分区送水、主管增压、高层建筑增压。 工业增压：流程水系统、清洗系统、高压冲洗系统、消防系统。 工业液体输送：冷却和空调系统、锅炉给水和冷凝系统、机床配套、酸和碱。 液体温度：常温型-15℃至+70℃热水型＋70℃至120℃,最高环境温度：+40℃ 工作条件：稀薄、干净、非易燃易爆并不含固体颗粒或纤维的液体。 海拔：最高1000m 并联运行：将多台泵并联取代一台大泵可能更具优越性在 变流量系统中，适应系统所需工作点。增加供水可能性， 因为泵出故障时，仅影响系统的部分流量。 泵：CDL/CDLF为安装标准电机的非自吸立式多级离心泵， 电机轴通过泵头用联轴器与泵轴联接，拉杆螺栓将耐压筒、 过流部件固定在泵头和进出水段之间，泵进出水口在同一 直线上。本泵可根据需要配置智能保护器，对泵干转、缺 相、过载等进行有效保护。 电机：电机为全封闭，风冷式二极标准电机。 防护等级：IP55绝缘等级：F标准电压，50Hz：1X220-230/240V，3X200-220/346-380V，3X220-240/380-415V，3X380-415V最小进口压力NPSH：如果泵的压力低于输送液体的蒸汽压力，可能发生气蚀，为避免气蚀，确保泵进口侧有一最小压力，最大吸程H[m]可按下式计算：H=Pb×10.2-NPSH-Hf-Hv-Hs式中：Pb=大气压力[bar](大气压力可设定为1bar)，在闭式系统中，Pb为系统压力[bar].NPSH=净正吸头[m]（可从NPSH曲线上泵可能的最大流量处读取）。Hf=入口的管路损失[m]。Hv=蒸汽压力[m]。Hs=安全余量=最小0.5m水头。如果计算所得H为正值，泵可在最大吸程情况下运行。如果计算所得H为负值，必须有一最小进口压力H的水头。 1
卧式多级离心泵简介 资料来自： 卧式多级离心泵为单吸多级节段式结构，其吸入口为水平方向，吐出口为垂直向上布置，主要由进水段、中段、导叶、叶轮、出水段及轴承体部件、密封部件等组成。 卧式多级离心泵使用说明 安装顺序： (1)机组运到现场，附带底座者已装好电动机，找平底座时可不必卸下水泵和电机。 (2)将底座放在地基上，在地脚螺钉附近垫楔形垫铁，将底座垫高20~40毫米，准备找平后填充水泥浆之用。 (3)用水平仪检查底座的水平度，找平后扳紧地脚螺母用水泥浆填充底座，待水泥干涸后应再次检查水平度。 (4)当机组功率较大时，为了方便运输可能会将泵、电机及底座分开包装，这时即需要用户自行安装，校正水泵机组，其方法如洗： a.将底座的支持平面、水泵脚、电机脚的平面上的污物洗清除净，并把水泵和电机放到底座上。 b.调整泵轴水平，找平后适当上紧螺母，以防走动。 c.吊起电机，使泵联轴器和电机联轴器配合，放下电机到底做上相应位置。 d.调整两联轴器间隙为5mm左右，并校正电机轴与泵轴的轴心线是否重合，其方法是将平尺放在联轴器上，两联轴器外圆与平尺相平，若不重合，应调整电机或泵的相对位置，或垫以薄片来调整。 e.为了检查安装的精度，要在联轴器圆周上几个不同位置上用塞尺测量两联轴器平面的间隙，联轴器平面一周上最大和最小间隙差数不得越过0.3毫米．两端中心线上下或左右的差数不得越过0.1毫米。 (5)当机组不带底座时，则需在基础上直接安装，其方法与4相似，但应更加注意校正。 安装注意事项： 1、安装时管路重量不应承受在泵上，否则易损坏水泵。 2、安装时必须拧紧地脚螺栓，且每间隔一定时段应对泵进行检查防止其松动，以免水泵起动时发生剧烈振动而影响泵的性能。 3、安装水泵前应仔细检查泵流道内有无影响水泵运行的硬质物（如石块、铁砂等）以免水泵运行时损坏过流部件。 4、为了维护方便和使用安全，在泵的进出口管路上安装一只调节阀及在泵
基于CFD的离心泵内部流场数值模拟 为研究CFD技术在离心泵内部流场分析方面的应用，通过三维软件Pro/E 对核主泵内部流道进行三维造型，基于雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型两方程及SIMPLEC算法，应用计算流体力学软件CFX对泵进行了定常数值模拟和分析。结果表明：由于蜗壳的扩压作用，在0.6Q～1.3Q泵的内部压力变化梯度明显，从叶轮进口向蜗壳出口方向，压力逐渐增加。在0.9Q～1.1Q工况，泵内的压力变化更加均匀，这表明在设计点附近，泵的流动更加稳定。而在1.2Q和1.3Q 工况，在第八断面附近，出现高压流体和低压流体交汇，流场分布不均匀，这表明泵在大流量区域流动不稳定。应用CFD技术能很好的分析离心泵的内部流场。 标签：CFD；离心泵；数值模拟 随着工业和城市化的进一步发展，我国面临着水污染严重，污水治理起步晚、基础差、要求高的形势，因此开发高效节能的排污泵能够降低能耗，达到节能的效果，可以为国家带来巨大的经济效益[1]。 施卫东[2]为实现低比转速潜水排污泵高扬程、高效率、无过载性能的统一，对WQS150-48-37型低比转速潜水排污泵采用不同设计方法，经优化得出3种方案，应用Pro/E软件建模，结合Fluent软件对3种方案进行了多工况内部流场分析和性能预测，并与外特性试验结果对比。丛小青[3]针对低比速排污泵轴功率曲线随流量增大而增大这一特点，从理论上推导了排污泵产生无过载轴功率的条件，分析了主要几何参数对扬程曲线斜率的影响，给出了无过载排污泵水力设计中主要几何参数的选择原则和范围，同时通过设计实例，阐述了无过载排污泵的设计方法。刘厚林[4]通过对双流道泵叶轮和蜗壳里的水力损失、容积损失、机械损失的分析，提出了双流道泵扬程曲线、效率曲线的性能预测方法，分别给出了双流道泵叶轮和蜗壳内各种摩擦损失、扩散损失，及主要局部损失的计算方法。张德胜[5]为了研究低比转速离心泵内部流动特性，对10种不同设计方案的低比转速离心泵进行了数值模拟和性能预测，讨论了叶轮和蜗壳的关键几何参数对内部流场和外特性的影响，分析了不同设计方案下泵内的静压、流线、速度和湍动能等分布，并针对复合式叶轮短叶片的分布位置和蜗壳喉部面积进行了对比试验。 文章通过三维软件Pro/E对核主泵内部流道进行三维造型，基于雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型两方程及SIMPLEC算法，应用计算流体力学软件CFX 对泵内部流动进行定常数值模拟，旨在为泵的水力优化设计提供参考。 1 数值计算方法 1.1 泵的基本参数 额定流量Q=1400m3/h，额定扬程H=15m，转速n=990r/min，比转速ns=295，叶轮进口直径D1=330mm，叶轮外径D2=430mm，进行叶轮、泵体等水力部件
多级离心泵设计、使用、维修技术和改进措施 作者：周夏1，白云升2(1.内蒙古三维煤化科技有限公司，鄂尔多斯010300；2.新能能源有限责任公司) 日期：2008-10-7 由于多级离心泵的特殊性，与单级离心泵相比，多级离心泵在设计、使用和维护维修等方面，有着不同、更高的技术要求，人们往往在一些细节上的疏忽或者考虑不周，使得多级离心泵投用后频繁发生异常磨损、振动、抱轴等故障，以致停机。 1 设计方面 1.1 基本结构 常用的多级离心泵基本结构有水平中开式和节段式或称多级串联式两种形式。水平中开式的结构特点是上下泵体通过轴心的水平剖分面上对接，进出口管、部分蜗壳及流道铸造在下部泵壳体上，检修维护比较方便，维修时不需拆卸泵的管线便可直接取下泵的上壳体。节段式的结构特点是每一级由一个位于扩压器壳体内的叶轮组成，扩压器用螺栓和连杆连在一起，各级以串联方式由固定杆固定在一起，好处是耐压高，不易泄漏。但在维修时必须拆卸进口管道，拆卸装配难度较大。一般认为，水平中开式多级泵比节段式多级泵刚度好，泵振动值低。 吸入室结构，水平中开式多级泵一般均采用半螺旋形，节段式多级泵大都采用圆环形。而每级叶轮的压出室，由于蜗壳制造方便、将液体动能转换为压能的效率高，水平中开式多级泵一般采用蜗壳结构；但由于蜗壳形状不对称，易使轴弯曲，在节段式多级泵中只是限于首段和尾段可以采用蜗壳，而在中段则采用导轮装置来进行一级叶轮和次级叶轮之间的能量转换。 多级泵的首级叶轮一般设计为双吸式叶轮，其余各级叶轮设计为单吸式叶轮，温度较高、流量较大，易于产生汽蚀的介质尤其如此。 对于压力非常高的泵，用单层泵的壳体难以承受其压力，常采用双层泵壳体，把泵体制作成简体式的。筒体式泵体承受较高压力，筒体内安装水平中开式或节段式的转子。 我国有关标准规定，高压锅炉给水泵采用单壳体节段式或双壳体筒式结构，300 MW及其以上发电机组用泵一般应采用双壳体筒式结构。双壳体的内壳采用节段式或水平中开式结构。 1.2 轴向力平衡 1.2.1 常用的轴向力平衡措施 多级离心泵轴向力的平衡措施一般有：叶轮对称布置、采用平衡鼓装置、平衡盘装置以及平衡鼓、平衡盘组合装置等几种。也有采用双平衡鼓平衡机构的，如有的高压锅炉给水泵。叶轮对称布置或采用平衡鼓装置，轴向力不能完全平衡，仍需安装止推轴承来承受残余轴向力，多级离心泵更多的是采用具有自动调整轴向力作用的平衡盘来平衡轴向力。 在设计多级泵的平衡盘、平衡鼓等装置时，必须配置合适的平衡管路，才能使轴向力平衡装置满足设计要求。在多级泵的轴承温升过高、轴承烧毁事故中，很多都是因为平衡管过流面积偏小、管路阻力损失过大、平衡能力达不到要求造成的。文献［1］以平衡鼓装置为例，提出了平衡管管径的计算方法。 王宗明、周龙昌等针对多级离心泵易出现平衡盘与平衡盘座贴合而引起平衡盘及泵损坏的现象，设计出了多级离心泵动力楔防磨平衡盘，如图1所示。该结构与离心式压缩机的干气密封的原理相似：当平衡盘向平衡盘座靠近时，动力楔可产生巨大的开启力，从而起到防止平衡盘与平衡盘座贴合的作用。经九个月的运行试验，平衡盘工作正常，工作面无磨损和划痕，可见这种新型动力楔防磨平衡盘可有效防止平衡盘与平衡盘座的贴合。该动力楔平衡盘不仅能延长平衡盘使用寿命，而且能减小平衡盘间隙泄漏量，节能降耗。
离心泵的安装施工及验收规范 第一条泵的清洗和检查应符合下列要求： 一、整体出厂的泵在防锈保证期内，其内部零件不宜拆卸，只清洗外表。当超过防锈保证期或有明显缺陷需拆卸时，其拆卸、清洗和检查应符合设备技术文件的规定。当无规定时，应符合下列要求： 1.拆下叶轮部件应清洗洁净，叶轮应无损伤； 2.冷却水管路应清洗洁净，并应保持畅通； 3.管道泵和共轴式泵不宜拆卸； 二、解体出厂的泵的清洗和检查应符合下列要求： 1.泵的主要零件、部件和附属设备、中分面和套装零件、部件的端面不得有擦伤和划痕；轴的表面不得有裂纹、压伤及其它缺陷。清洗洁净后应去除水分并应将零件、部件和设备表面涂上润滑油和按装配的顺序分类放置； 2.泵壳垂直中分面不宜折卸和清洗。 第二条整体安装的泵，纵向安装水平偏差不应大于0.10/1000，横向安装水平偏差不应大于0.20/1000，并应在泵的进出口法兰面或其它水平面上进行测量；解体安装的泵纵向和横向安装水平偏差均不应大于0.05/1000，并应在水平中分面、轴的外露部分、底座的水平加工面上进行测量。 第三条泵的找正应符合下列要求： 一、驱动机轴与泵轴、驱动机轴与变速器轴以联轴器连接时，两半联轴器的径向位移、端面间隙、轴线倾斜均应符合设备技术文件的规定。当无规定时，应符合现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》的规定； 二、驱动机轴与泵轴以皮带连接时，两轴的平行度、两轮的偏移应符合现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》的规定； 三、汽轮机驱动的泵和输送高温、低温液体的泵（锅炉给水泵、热油泵、低温泵等）在常温状态下找正时，应按设计规定预留其温度变化的补偿值。 第四条高转速泵或大型解体泵安装时，应测量转子叶轮、轴套、叶轮密封环、平衡盘、轴颈等主要部位的径向和端面跳动值，其允许偏差应符合设备、技术文件的规定。 第五条转子部件与壳体部件之间的径向总间隙应符合设备技术文件的规定。 第六条叶轮在蜗室内的前轴向、后轴向间隙、节段式多级泵的轴向尺寸均应
单级离心泵设计 摘要：本设计从离心泵的基本工作原理出发，进行了一系列的设计计算。考虑离心泵基本工作性能，流量范围大，扬程随流量而变化，在一定流量下只能供给一定扬程（单级扬程一般10～80m）。本设计扬程为50m，泵水力方案通过计算比转数（n=67.5）确定采用单级单吸结构；通过泵轴功率的计算确定选择三相异步电动机；由设计参数确定泵的吸入、压出口直径；通过叶轮的水力设计确定叶轮的结构以及叶轮的绘型；设计离心泵的过流部件，确定吸入室为直锥形吸入室，压出室为螺旋形压出室；设计轴的结构及进行强度校核；确定叶轮，泵体的密封形式及冲洗，润滑和冷却方式；通过查标准确定轴承，键以及联轴器，保证连接件的标准性。从经济可靠性出发，合理设计离心泵部件，选择标准连接件，保证清水离心泵设计的安全性，实用性，经济性。 关键词：离心泵工作原理；水力方案设计；叶轮和过流部件设计；强度校核；密封设计；键、轴承的选择
Centrifugal Pump Design Manua l Abstract : This design starting from the basic working principle of the centrifugal pump, conducted a series of design calculations. consider the basic centrifugal pump performance, flow in a wide range, lift varies with the flow, the flow can only supply some lift (single-stage lift is generally 10~80m).The design head is 50m ,the design of the pump hydraulic scheme by calculating the number of revolutions(n=67.5) to determine the single-stage single-suction structure; choice of motor shaft power calculation; design parameters to determine the pump suction outlet diameter; determine the structure of the impeller and the impeller of the drawing of the hydraulic design of the impeller; flow parts of the design of centrifugal pump suction chamber for straight conical suction chamber, pressed out of the spiral-shaped pressure chamber; the structure and strength check of the axis design; determine the impeller centrifugal pump seal design, pump closed form and washing, lubrication, cooling method; determined by checking the standard bearings, and coupling to ensure that the standard connection. Departure from the economic viability of the rational design of centrifugal pump components, select the standard connector, to ensure the water using a centrifugal pump design safety, practicality, economy. Keyword:Centrifugal pump working principle ;Hydraulic design;Component design of the impeller and the over current; Strength check; Seal design; The choice of key and bearing