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离心泵的水力设计离心泵叶轮设计步骤第一步：根据设计参数，计算比转速ns第二步：确定进出口直径第三步：汽蚀计算第四步：确定效率第五步：确定功率第六步：选择叶片数和进、出口安放角第七步：计算叶轮直径D2第八步：计算叶片出口宽度b2第九步：精算叶轮外径D2到满足要求第十步：绘制模具图离心泵设计参数作为一名设计人员，在设计一台泵之前，需要详细了解该泵的性能参数、使用场合、特殊要求等。
下表为本章中叶轮水力设计教程中使用的一组性能要求。
确定泵进出口直径右图为一台ISO单级单吸悬臂式离心泵的实物图和装配图。
对于新入门的学习者，请注意泵的进出口位置，很多人会混淆。
确定泵的进口直径泵吸入口的流速一般取为3m/s左右。
从制造方便考虑，大型泵的流速取大些，以减小泵的体积，提高过流能力。
而从提高泵的抗汽蚀性能考虑，应减小吸入流速；对于高汽蚀性能要求的泵，进口流速可以取到1.0-2.2m/s。
进口直径计算公式此处下标s表示的是suction（吸入）的意思本设计例题追求高效率，取Vs=2.2m/sDs=77,取整数80确定泵的出口直径对于低扬程泵，出口直径可取与吸入口径相同。
高扬程泵，为减小泵的体积和排出管直径，可小于吸入口径。
一般的计算公式为：D d=(0.7-1.0)D s此处下标d表示的是discharge(排出)的意思本设计例题中，取D d = 0.81D s = 65泵进口速度进出口直径都取了标准值，和都有所变化，需要重新计算。
Vs = 2.05 泵出口速度同理，计算出口速度= 3.10汽蚀计算泵转速的确定泵的转速越高，泵的体积越小，重量越清。
舰艇和军工装备用泵一般都为高速泵，其具有转速高、体积小的特点。
转速与比转速有关，比转速与效率有关，所以选取转速时需和比转速相结合。
转速增大、过流不见磨损快，易产生振动和噪声。
提高泵的转速受到汽蚀条件的限制。
从汽蚀比转数公式可知，转速n和汽蚀基本参数和C有确定的关系。
按汽蚀条件确定泵转速的方法，是选择C值，按给定的装置汽蚀余量或几何安装高度，计算汽蚀条件允许的转速，所采用的转速应小于汽蚀条件允许的转速。
离心泵水力设计课程设计及指导书（一）离心泵水力设计任务书1 设计目的掌握离心式叶轮和进、出水室水力设计的基本原理和基本方法．加深对课堂知识的理解，培养学生进行产品设计、水泵改造及科学研究等方面的工作能力。
2 设计参数及有关资料（1）泵的设计参数：（可自选一组参数设计，也可参照给出的参数变更局部参数设计，每个人必须选择不同的参数进行设计）1.m h rpm n m H h m Q a 3.3,2900,60,/373=∆=== 2.m h rpm n m H h m Q a 44.5,1450,16,/903=∆=== 3.900,1430,24,/663====C rpm n m H h m Q 4.900%,80,2900,48,/1453=====C rpm n m H h m Q η 5.m 5,2970,5.18,/12====SZ H rpm n m H s l Q 泵的安装高度 6.m h rpm n m H s l Q r 13.2,2870,10,/3.2=∆=== 7.m rpm n m H h m Q 6.2h ,1450,5.32,/170r 3=∆=== 8. %60,2h ,2900,20,/20r 3==∆===ηm rpm n m H h m Q（2）工作条件：抽送常温清水。
（3）配用动力：用电动机作为工作动力。
3 设计内容及要求（1）设计内容。
包括以下几个方面：l ）、离心泵结构方案的确定。
2）、离心泵水力过流部件（进水室、叶轮、压水室）主要几何参数的选择和计算。
3）、叶轮轴面投影图的绘制。
4）、螺旋形压水室水力设计。
（2）要求。
包括以下几个方面：l ）、用速度系数法和解析计算法进行离心泵水力设计。
2）、绘出压水室设计图。
3）、编写设计计算说明书。
4 设计成果要求（1）计算说明书应做到字迹工整、书面整洁、层次分明、文理通顺。
文中所引用的重要公式、论点及结论均应交待依据。
一种用于绘制离心泵梯形蜗壳截面的新方法
引言：
离心泵是一种常见的流体机械，其工作原理是通过离心力将液体从中
心吸入，然后将其推向周围。
离心泵的核心部件是蜗壳，它的截面形
状对泵的性能有着重要的影响。
本文介绍了一种新的方法，用于绘制
离心泵梯形蜗壳截面。
正文：
传统的绘制方法是通过手工绘制或使用计算机辅助设计软件来完成。
然而，这些方法存在一些问题，例如手工绘制需要大量的时间和精力，而计算机辅助设计软件则需要高昂的费用和专业的技能。
因此，我们
提出了一种新的方法，它可以快速、准确地绘制离心泵梯形蜗壳截面。
该方法基于三维打印技术，使用一种特殊的材料来打印出蜗壳的模型。
这种材料可以在打印过程中自动形成梯形截面，从而省去了手工绘制
的步骤。
此外，该方法还可以通过调整打印参数来实现不同形状的蜗
壳截面，从而满足不同的需求。
该方法的优点不仅在于快速、准确，还在于成本低廉。
相比于传统的
绘制方法，使用三维打印技术可以大大降低成本，同时还可以提高生
产效率。
此外，该方法还可以实现批量生产，从而满足大规模生产的
需求。
结论：
综上所述，我们提出了一种新的方法，用于绘制离心泵梯形蜗壳截面。
该方法基于三维打印技术，可以快速、准确地绘制出蜗壳模型，同时
还可以实现不同形状的蜗壳截面。
该方法的优点在于成本低廉、生产
效率高，可以满足大规模生产的需求。
我们相信，这种新的方法将会
在离心泵的设计和生产中得到广泛应用。
计算离心泵面积比和蜗壳面积的方法
杨军虎;张人会;王春龙;刘宜;齐学义
【期刊名称】《机械工程学报》
【年(卷),期】2006(42)9
【摘要】依据离心泵的面积比原理,推导得出了计算离心泵面积比的计算公式,公式体现了面积比值和叶轮、蜗壳的水力参数关系。
提出建立在面积比原理基础上、低比转速离心泵在加大流量设计后的面积比、蜗壳第八断面面积的计算方法及公式,面积比及蜗壳的第八断面面积和泵的流量加大系数、比转速加大系数得到了联系,也和叶轮、蜗壳的水力参数有关。
解决泵行业一直依据经验统计值确定面积比而不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。
实例表明:提出的计算方法能够提高低比转速离心泵的效率,充实低比转速离心泵的设计理论。
【总页数】4页(P67-70)
【关键词】低比转速离心泵;效率;加大系数;蜗壳;面积比
【作者】杨军虎;张人会;王春龙;刘宜;齐学义
【作者单位】兰州理工大学流体动力及控制工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH311
【相关文献】
1.蜗壳喉部面积对离心泵非定常特性的影响 [J], 陈颖;李国平;张宁;杜文强;高波
2.双吸离心泵蜗壳面积比对水力性能的影响研究 [J], 朱迪;肖若富;田芳
3.蜗壳断面面积变化规律对双吸离心泵水力性能的影响 [J], 赵万勇;陈帅;赵强;李衍滨
4.低比转速离心泵蜗壳第八断面面积确定新方法 [J], 王洋;张翔
5.蜗壳喉部面积对低比转速离心泵性能的影响研究 [J], 王辉;杨军虎;谷帅坤;刘航泊;程蕾
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┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称基于Pro/E的离心泵涡道三维建模学院机械工程学院专业班级机118班姓名刘良涛学号 119054487毕业设计(论文)的主要内容及要求：1.中英文献检索与综述，涉及离心泵及蜗壳的相关文献；2.参照离心泵蜗壳等的涉及方案计算蜗壳梯形断面的相关数据，并绘制出蜗壳的平面图；3.利用Pro/E软件绘制得到蜗壳的三维模型；4.为了便于设计，本次设计的离心泵为低比转速类型；5.说明书30-40页、不少于15000字、5000字的英文文献翻译、300字中英文摘要。
设计图纸折合A0图纸3张（含一张手绘A0）。
指导教师签字：填写说明："任务书"封面请用鼠标点中各栏目横线后将信息填入，字体设定为楷体－GB2312、四号字；在填写毕业设计（论文）内容时字体设定为楷体－GB2312、小四号字。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要分析了目前离心泵蜗壳在三维模型设计中存在的问题,采用Pro/E 零件模块和曲面造型模块的三维造型功能和实体转换特征,采用了离心泵蜗壳实体模型构造和研究的方法,为离心蜗壳的三维模型设计与生成准确的工程图之间提供了一种新思路。
通过对离心泵蜗壳流道八个过水断面几何形状分析，建立了各过水断面几何尺寸的数学模型,采用计算机辅助设计，从而设计出优秀的泵蜗壳水力模型,提高了泵的效率指标，为泵蜗壳八个过水断面的设计提供了理论依据。
然后利用Pro/E的草绘截面和边界混合生成蜗壳的三维形状。
生成的Pro/E 参数化图形直观、简洁、形象，便于修改设计和对产品进行系列化设计。
为采用有限元分析方法和流体动力学分析方法进一步研究离心泵蜗壳提供了实体模型.关键词：离心泵蜗壳；边界混合；三维建模； Pro/E┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractThe main problems in three-dimensional modeling design for spiral casing of centrifugal pump were analyzed ,and the design and study method for spiral casing modeling were discussed.Adopting parts module ,curve structure module and transform design deriving engineering drawings were solved.Through the volute of a centrifugal pump flow analysis of eight cross section geometry, establishing the mathematical model of the cross section geometry, computer-aided design and design excellent hydraulic model pump volute, improves the efficiency of pump indicator for pump volute eight cross section provides a theoretical basis for the design. Then use Pro/E volute of the sketched section and boundary blend to generate three dimensional shapes.The parameterized drawings derived by Pro/E are easily to be modified for series designs,which offfers a new feasible modeling design.Method for spiral casing .An entity model for futher study with finite-element and hydro-dynamic methods is avaiable.Key words: centrifugal pump volute; joint border; three-dimensional modeling ; Pro/E┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录1绪论 ----------------------------------------------------------------- 11.1研究背景-------------------------------------------------------- 11.2研究目的-------------------------------------------------------- 11.3研究意义-------------------------------------------------------- 11.4国内外研究现状-------------------------------------------------- 11.5研究内容-------------------------------------------------------- 22 离心泵概述----------------------------------------------------------- 32.1离心泵的工作原理------------------------------------------------ 32.2 离心泵的主要部件 ----------------------------------------------- 32.2.1 吸水室---------------------------------------------------- 42.2.2 叶轮------------------------------------------------------ 42.2.3 压水室---------------------------------------------------- 42.2.4结构部件 -------------------------------------------------- 42.3离心泵的应用---------------------------------------------------- 52.3.1给水排水及农业工程 ---------------------------------------- 52.3.2工业工程 -------------------------------------------------- 52.3.3航空航天和航海工程 ---------------------------------------- 62.3.4 能源工程-------------------------------------------------- 62.3.5车辆系统用离心泵 ------------------------------------------ 73 离心泵设计参数------------------------------------------------------- 83.1流量q ---------------------------------------------------------- 83.2扬程H ---------------------------------------------------------- 83.3转速n ---------------------------------------------------------- 84 压水室的水力设计----------------------------------------------------- 94.1压水室的作用---------------------------------------------------- 94.2螺旋形压水室---------------------------------------------------- 94.2.1压水室的工作原理 ----------------------------------------- 104.2.2涡室的主要结构参数及设计（速度系数法） ------------------- 11 5螺旋形涡室的绘图步骤 ------------------------------------------------ 17 6 离心泵蜗壳水力设计-------------------------------------------------- 206.1 设计实例1 ----------------------------------------------------- 206.1.1比转数的计算 --------------------------------------------- 206.1.2叶轮出口宽度 --------------------------------------------- 206.1.3叶轮外径 ------------------------------------------------- 206.1.4基圆D3--------------------------------------------------- 206.1.5涡室入口宽度3b ------------------------------------------- 20┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊6.1.6涡室隔舌安放角θ ----------------------------------------- 206.1.7涡室断面面积的确定 --------------------------------------- 206.1.8涡室扩散管的设计 ----------------------------------------- 216.1.9八个断面的相关数据 --------------------------------------- 226.1.10基于Pro/E的离心泵蜗壳三维建模过程 ---------------------- 236.2设计实例2 ----------------------------------------------------- 286.2.1比转数的计算 --------------------------------------------- 286.2.2叶轮出口宽度 --------------------------------------------- 286.2.3叶轮外径 ------------------------------------------------- 296.2.4基圆D3--------------------------------------------------- 296.2.5涡室入口宽度3b ------------------------------------------- 296.2.6涡室隔舌安放角θ ----------------------------------------- 296.2.7涡室断面面积的确定 --------------------------------------- 296.2.8涡室扩散管的设计 ----------------------------------------- 306.2.9八个断面的相关数据 --------------------------------------- 306.2.10基于Pro/E的离心泵蜗壳三维建模过程 ---------------------- 32 7总结与展望 ---------------------------------------------------------- 34 致谢---------------------------------------------------------------- 36 参考文献-------------------------------------------------------------- 37┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1 绪论1.1研究背景离心泵是一种用量最大的水泵，在给水排水及农业工程、固体颗粒液体输送工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。
水力设计2.1 设计的数据要求1、流量Q 3100/m h 2、扬程H 90 m 3、转速n 2950/min r 4、NPSHR 5.0m2.2 叶轮设计步骤2.2.1 确定泵进出口直径1、泵进口直径s Ds D K = 取45s K =～ ()4584.5105.6s D mm =⨯=～～ 取100sD mm =2、泵出口直径d Dd dD K = 3.5 4.5d K =～ ()3.5 4.573.995.0d D mm =⨯=～～ 取80dD mm =3、泵进口速度s υ22100443600 3.54/0.1s s Q m s D υππ⨯===⨯ 4、泵出口速度d υ22100443600 5.53/0.08d d Q m s D υππ⨯===⨯ 2.2.2 比转速s n261.4s n ===2.2.3 估算泵的效率1、水力效率h η10.86h η=+≈2、容积效率v η2310.9610.68v sn η-=≈+ 3、机械效率m η只考虑圆盘摩擦损失 76110.070.88100m s n η=-≈⎛⎫ ⎪⎝⎭取轴承、填料损失为2%,则0.86m η= 4、泵的总效率η71%h v m ηηηη==2.2.4 确定功率P1、泵的轴功率P34.541000gQHP KW ρη==2、电机功率g Pg tkP P η=原动机为电动机，取 1.15k =；传动方式为直联传动，取 1.0t η=1.1534.5439.72g P KW =⨯=，选配套轴功率45c P KW =3、扭矩n M4595509550145.72950c n P M N m n =⨯=⨯=⋅ 4、最小轴径dd =材料选用45号钢，取[]45MPa τ=25.3d mm === 取39d mm = 2.2.5 初步计算叶轮主要尺寸 1、进口当量直径0D0D k =兼顾效率与汽蚀，0 4.0~4.5k =0 4.0~4.594D mm =⨯=（）2、进口直径j D由于采用悬臂式结构，0h d =，则 94j D mm ==3、出口直径2D2D k = 1229.35100s D D n k k -⎛⎫= ⎪⎝⎭式中 2D k —2D 修正系数。
离心通风机蜗壳型线绘制方法的改进叶增明 朱婷婷/上海理工大学动力工程学院摘要：针对离心式通风机的蜗壳内壁型线设计常用两种近似作图方法存在的问题，提出了一种更为合理的新近似作图法，新作图法很好地解决了4段圆弧间相接和相切的问题，并可分别按阿基米德螺旋线和对数螺旋线近似作图。
关键词：离心式通风机；蜗壳型线；近似作图法 中图分类号：TH432 文献标识码：B 文章编号：1006-8155（2008）05-0030-04The Improvement in the Drawing Method for the Volute Shape of Centrifugal FanAbstract: Now equilateral-element method and inequilateral-element method are the two most common methods in designing the inner wall line of the volute in centrifugal fan. According the problems existed in the two kinds of methods, a new approximate drawing method which is more reasonable is pointed out in this paper. This method can solve the problem on the anastomosis and tangent of the four arcs. We can also apply this method either on the base of Archimedean and Spiral Equation or Logarithm Spiral Equation.Key words: centrifugal fan; volute shape; approximate drawing method1 蜗壳型线常规绘制方法常用的离心通风机蜗壳的绘制方法有两种：等边基元法和不等边基元法。
离心泵蜗壳压水室及扩压管截面绘制
胡家顺，程骏童，陈 羽，赵 瑾
（武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉430073）
摘 要: 本文针对离心泵蜗壳梯形截面压水室出口截面（即通常所谓的第Ⅷ截面）形状确定的传统设计，根据使压水室出口梯形截面截面形状中的最大宽度等于其高度的原则，提出了一种新的绘制方法，从而使蜗壳扩压管的梯形进口截面至圆形出口截面的过渡更为流畅、合理，为蜗壳的制造成型带来便利。
关键词: 离心泵 压水室 扩压管
1 压水室出口截面的绘制
按速度系数法计算得压水室出口截面（即通常所谓的第Ⅷ截面）面积[1]，根据使截面形状中的宽度等于高度（即R M H 2==,见图1）的原则，选择截面形状为如图1所示梯形截面。
令压水室出口截面面积为F ;梯形面积CAGOC=T ,扇形面积CEOC=S 则 2
F
T S =
+ （1） 而 ()2
22222R
R B arctg R S ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=παπ （2） R B
T 2= （3） 将上两式代入式（1）得
2
22222F R B R
R B arctg =+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-π 图1 压水室出口截面图
即 ⎪
⎭
⎫
⎝⎛--=
R B arctg BR
F R 22π （4） 由于方程两边含R ，可令压水室出口截面当量圆的1/2作为初值,即
π
πF
F R o =
=
421 用迭代方法求解得R 。
根据求得的R ，计算梯形CAGOC 的夹角∠COG
⎪⎭
⎫
⎝⎛=R B arctg 22α （5） 从而求得
απ
φ-=
2
（6）
根据已知的B （压水室出口宽度，由水力计算所得）和按式（4）、（5）、（6）计算所得的R 、φ即可绘制压水室出口截面。
2 压水室其他各截面的确定
按文献[2]介绍，压水室其他各截面面积与其几何尺寸有如下关系：
()⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=2424tan 2tan 22i i i i
i i R H H B F φπφπφ 或 02424tan 2tan 22=⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+--+i i i i i i R F BH H φπφπφ
令 i a φtan =， B b =，⎭⎬⎫
⎩
⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=2424tan 22i i i i R F c φπφπ
则 a
ac
b b H i 242-+-= （7）
当用速度系数法计算得压水室其他各截面面积i F ，并按上述方法确定压水室出口截面的R 、φ后按一定规律选取各截面的i R 、i φ，一并代入式（7）计算得各截面的i H 值。
根据i R 、i φ和i H 即可绘制出压水室其他各截面。
3 扩压管截面的确定
蜗壳扩压管的出口截面通常为一圆形截面, 而扩压管的进口截面(压水室的出口截面)为准梯形截面,为确定扩压管的造形还需确定若干过渡截面。
下面以图2为例,说明扩压管过渡截面的绘制方法.
如图2b)所示,沿扩压管纵向将其分为若干等分(图中为三等分) ,形成Ⅰ-Ⅰ(扩压管出口截面)、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ(扩压管进口截面)等四个截面，其中Ⅰ-Ⅰ和Ⅳ-Ⅳ截面为已知截面，Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面为需要绘制的过渡截面。
在扩压管截面图（如图2a)）中作扩压管出口截面Ⅰ-Ⅰ和进口截面Ⅳ-Ⅳ；连接点A 、O 作直线AO ，连接点A 、B 作直线AB 。
将线段BC 三等分得等分点a 、b ；过等分点a 、b 作垂线与AB 线相交于a’、b’点；过等分点a’、b’ 作水平线与AO 线相交于o 2、o 3点；分别以o 3为圆心o 3 b’为半径、o 2为圆心o 2 a’为半径作圆弧r 3、r 2。
将线段DE 三等分得等分点c 、d ；分别以O 为圆心Oc 为半径、O 为圆心Od 为半径作圆弧R 3、R 2。
分别作与圆弧r 3、R 3的共切直线b ”c ’和圆弧r 2、R 2的共切直线a”d ’，则bb'b"c'c 和aa'a"d'd 即为过渡截面Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面一侧轮廓线，由对称性同此法可得另一侧轮廓线。
4 实例
一台Q3.6H20电液循环泵，试绘制压水室及扩压管截面。
4.1确定压水室出口截面
已知压水室出口截面面积F =120mm2，出口宽度B =9 mm。
取压水室出口截面当量圆的1/2即R O=6.18作为初值，经叠代计算得RⅧ=5.98mm（近似取RⅧ=6.0mm，得M
=R
H）。
由式（5）、（6）计算得φⅧ=16°，即得压水室出口截面（第Ⅷ截面，2=
12
=
见图3）。
4.2 确定压水室其他各截面
由速度系数法计算得压水室其他各截面面积如下表所示。
φ =16°,14.5°,…,5.5°,R i=6.0,5.75, …,1.5mm代入式(6)、式(7) 计算出分别取
i
φ、R i、H i的计算值（见下表）即可绘制出压水室的其他各截压水室其他各截面的H i。
据
i
面。
φ、R i、H i
的计算结果数据表
i
4.3确定扩压管的各过渡截面
已知扩压管出口截面直径d=20mm，扩压管进出口截面间距离h=40mm，由图4所示尺寸确定过渡截面2-2和3-3的位置。
按第3节所述方法即可绘制出扩压管的各过渡截面（如
图4所示）。
图4 扩压管的各过渡截面图
参考文献
[1]丁成伟. 离心泵与轴流泵. 北京：机械工业出版社，1981
[2]余猛，肖月华，胡家顺.一种用于绘制离心泵梯形蜗壳截面的新方法.化工装备技术， 2008.29(6 ) :44-45.。
