大学单级单吸离心泵设计.pdf

摘 要

本论文是设计一台满足设计要求的单级单吸离心泵，通过计算和分析，确

定总体参数、配套功率和各部分的尺寸。离心泵的水力性能主要取决于离心泵 的水力设计，它包括叶轮设计、压出室和吸入 室的设计。目前离心泵水力设计 方法有两种：模型换算法和速度系数法。速度系数法是根 据经验统计获得速度 系数经验值来计算设计模型的各参数，也具有一定可靠性，而且不受 水力模型 限制，本设计采用速度系数法进行水力设计。使之达到理想的效果，具有良好 的性能。

关键词：离心泵 叶轮 速度系数法

ABSTRACT

Thisarticleisto design a centrifugal pump which should be satisfied the

designedrequirement, throughing analysis, confirming total parameter, completed set power and each part’s size. The waterpower capability of centrifugal pump is mainly lied on its waterpower design, which includes impeller design, extruded room and inhaled roomdesign .At present the waterpower design of centrifugal pump has two type methods: model conversion method and speed coefficient method. Speed

coefficient method is according to experience statistic to obtain the experience value for speed coefficient to calculate each parameter of the design model, which has

stated reliability, and can’t be restricted by the waterpower model. The design adopts speed coefficient method to processwaterpowerdesign,so let it reach theidealeffect andhavethewellcapability.

Keywords ：centrifugalpump impeller speed coefficient method

目录

摘. ............................................................. 1 要

ABSTRACT ...................................................................................................................................... 2

目录 . ..................................................................................................................................................... 3

前. ............................................................. 4 言

1 5 泵的相关概述 ...............................................................................................

6 1.1 泵的基本技术要求 .................................................................................

. ...................................................................... 6 1.2 国内外泵行业的发展趋势

1.2.1 行业现状 ....................................................................................... 6 1.2.2 发展环境分析和需求预测 .............................................................. 7 1.2.3 发展目标 ....................................................................................... 8 1.2.4 泵技术发展趋势............................................................................. 8 . ...................................................................... 9 1.3 项目提出背景及设计方向

2 9 离心泵的设计参数及设计要求 ......................................................................

9 2.1 离心泵的设计参数 .................................................................................

. ............................................................................................... 9 2.2 设计要求

2.2.1 设计原则 ....................................................................................... 9 2.2.2 设计要求 ..................................................................................... 10 2.2.3 产品特点 ..................................................................................... 10 3 . ..................................................................................... 10 离心泵的结构设计

. .................................................................................. 10 3.1 离心泵机构概述

. ............................................................................................. 11 3.2 结构设计

3.2.1 总体结构设计 .............................................................................. 11 3.2.2 传动部分设计 .............................................................................. 12

3.3 电机的选择 .......................................................................................... 14 3.4 转子轴设计 .......................................................................................... 14

. .................................................................................................... 15 3.5 密封

4 泵的水力设计 ............................................................................................. 17 4.1 叶轮的设计 .......................................................................................... 18

4.1.1 计算设计泵的比转速及汽蚀比转速 .............................................. 18 4.1.2 确定泵的进出口直径： . ............................................................... 18 4.1.3 效率的计算 . ................................................................................. 19 4.1.4 叶轮主要尺寸的计算： . ............................................................... 20

4.2 叶轮的绘型 .......................................................................................... 28 4.3 压出室的水力设计 ............................................................................... 32

4.3.1 压水室的类型和作用原理 ............................................................ 32

4.3.2 涡室的设计和计算 ....................................................................... 34 4.4 吸水室的设计计算 ............................................................................... 39 5 离心泵主要零部件的强度计算 .................................................................... 42

5.1 叶轮强度计算 ...................................................................................... 42

5.1.1 叶轮盖板强度计算 ....................................................................... 42 5.1.2 叶片厚度计算 .............................................................................. 43 . .................................................................................. 44 5.2 泵体强度的计算

. .................................................................................. 44 5.3 泵轴的强度校核

5.4 离心泵的临界转速 ............................................................................... 46 6 汽蚀现象 .................................................................................................... 48

结论 . ................................................................................................................................................... 51

致 谢 . ............................................................ 52

参考文献 .......................................................................................................................................... 53

前 言

水泵作为一种通用机械，在社会各行各业中发挥着重要作用。它是除电动 机以外使用范围最广泛的机械，几乎没有一个国民经济部门不使用水泵。泵对 发展生产、保证人民的正常生活和保障人民的生命财产安全具有至关重要的作 用。在农业方面，水泵及排灌站在抵御洪涝、干旱灾害，改善农业生产条件等 方面更是功不可没。

作为一个水泵设计人员，设计一台高质量的泵，无论从节能还是从企业生 产的经济性角度考虑，都会带来巨大的经济效益。尤其是在深化改革、市场经 济运作的今天，围绕价值工程学，以最低的生产投入，设计一种经济、安全、 优质高效的泵，无疑是摆在我们面前的一项艰巨任务。

经验无疑是一项影响设计优劣的重要因素。在今天，相当多的设计环节仍 然是靠经验确定的，很多的计算公式也是根据经验总结出来的，所以，设计精 度仍然局限在一定范围内。为了提高设计的准确性，在设计工程中必须要有认 真、严谨的科学态度，同时尽量采用适合资深设计情况的公式。

光有理论知识是不能做好泵的设计的，此次设计正好为我们提供了一次时 间的机会，有助于理解、巩固理论知识和为以后的工作打下基础。因此我们必 须端正设计态度，以严肃的眼光看待设计，以严谨的工作作风对待设计，同时

在实践过程中多想、多问、多动手，使我们能够在以后的工作中迅速进入角色， 完成从学生到工程技术人员的转变。

毕业设计是本科学生必须经历的一项重要教学环节，是培养学生综合运用

大学四年来所学专业的基本知识，基本理论和基本技能来分析解决生活中实际

工程问题的重要环节，它与我们的学习过程是一脉相承的、紧密联系不可分割

的整体，是我们学习知识的继续。在毕业设计过程中，我们不仅能够检验总结

我们对四年大学生活所学知识的理解而且我们可以从中学到更多的新知识，更

重要的还能够磨练我们的意志、考验我们对待分析问题的严谨程度，这对我们

即将要踏入社会的学生来说有着非常大的意义。

关于选择单级单吸离心泵的设计，一方面，因为泵与我们的日常成活、与

整个社会联系都非常的紧密，其次，泵的结构对于我们来说也不太陌生，难度

适中，最后选择这样的课题进行设计也能够充分的检验我们对所学知识的理解

程度，培养我们查找工具书的能力以及自己处理问题的能力。

1 泵的相关概述

泵是将原动机的机械能或其它能源的能量传递给输送的液体，使液体的能

量增加 的机械。泵类产品是广泛应用在国防、电力、石油、化工、建筑等工

程领域的一种非常重 要的通用机械产品。离心泵是工业泵产品中数量最多、

用途最广泛的一种产品, 其他产品大 多是在离心泵技术的基础上进行设计的,

所以, 离心泵的技术水平直接影响着国民经济各行 各业的技术水平。

泵的运用在国民经济的各个部门都很普遍, 它的技术性能对各相关行业影 响巨大。但由于泵内部流动非常复杂, 对其流动规律的认识还很不够, 造成 泵的水力设计还停留在半理论、半经验和试验验证的基础上进行设计, 即” 设 计~试制~试验~改进”的过程, 严重 的影响了泵性能的提高和技术进步。为了 提高设计效率, 缩短设计时间, 优化参数组合, 最终达到提高泵的性能的目的,

清华大学、沈阳水泵研究所、江苏理工大学等单位从二十世纪七十年代开始, 先

后开展了泵计算机辅助设计和优化设计的研究工作。八十年代末、九 十年代 初, 一些单位开发的泵水力设计软件逐步达到实用化水平。在国外泵的技术发