多级离心泵设计计算说明书

D150-100型多级离心泵第一部分.泵的主要参数流量：150hm3单级扬程：100m级数：6~10级转速：2950minr效率：%70必需气蚀余量：4.8m第二部分.吸入与压出口径的确定取吸入口速度0)8.0~5.0(vsv≈3sm则吸入口径为sD：3785.03600/150785.0.svQsD0.133m取离心泵系列中的标准口径sD=0.15m=150mm，此时泵吸入口流速为sv：215.0785.03600/1502785.0sDQsv=2.36sm对于多级泵，取泵出口直径与进口直径相同，则压出口径为Dy：sDyD0.15m第三部分.部分参数的估算与确定该泵为分段式多级泵3.1.计算比转数sn：4365.3HQnsn=431003600150295065.3=69.5泵的气蚀比转数为438.43600/150295062.54362.5rhQnC=1043计算所得的气蚀比转数是可以达到的，因此所确定的转速是合适的。3.2.估算泵的效率：容积效率v：961.0325.6968.0113268.011snv水力效率h：865.0329503600/150lg0835.013lg0835.01nQh机械效率m：904.0675.6905.15116705.1511snm总效率：751.0904.0865.0961.0mhv总效率大于所要求的效率70％。3.3.求泵轴功率和电机的选择：泵的单级轴功率Pi为：360070.0100015010098061000iQHiP=58.3kW根据GB5659－85中规定，电机的功率N电≥KPP＝KP·i·Pi（其中KP为系数）。查阅《泵专业标准汇编》第268页图1，得系数KP；各级泵的电机选择如表3－1，选用的电机参照上海电机厂提供的样本。表3－1电机的选用级数i轴功率（kW）系数KPKPP（kW）选用电机型号电机功率（kW）电机额定电压（v）3174.91.1192.4Y3551-222060004233.21.1256.5Y3553-228060005291.51.1320.6Y3555-235560006349.81.1384.7Y3556-240060007408.11.1448.9Y4002-250060008466.41.1513.0Y4003-256060009524.71.1577.2Y4004-26306000105831.1641.3Y4501-271060003.4.轴径和轮毂直径的计算：泵的最大轴功率maxP=583kW泵的计算功率Pd＝K·maxP取K＝1.2Pd＝1.2×583≈700kW扭矩Mt：mN2266295070095509550ndPtM泵轴材料采用40Cr，许用剪应力[]＝6370～7350N/cm2。取[]＝6370N/cm2＝6.37×107N/m2，则：mm2.56m0562.0371037.62.0226632.0tMd取d＝60mm，即：装联轴器处轴径60mm根据结构确定叶轮处轴径：dy＝70mm确定轮毂直径dh：采用一般平键传递扭矩，叶轮轮毂直径dh为：dh＝(1.20～1.40)dy＝(1.20～1.25)×70＝84～87.5mm取首级叶轮为dh＝85mm次级叶轮为dh＝90mm第四部分.水力设计4.1.叶轮（一）叶轮进口部分尺寸1.首级叶轮：1）颈部当量直径0D：）～（其中：5.40.40300knQkD因为对气蚀有一定的要求，取：k0＝4.4，则：106.4mmm0.105232950150/36004.40＝D2）叶轮进口直径Dj：mm2.13628524.106220hdDjD取Dj＝140mm3）确定叶片入口边直径D1：由于比转数ns＝69.5，40ns100取：D1＝0.85Dj＝120mm4）确定叶片入口处绝对速度v1：由于首级叶轮对汽蚀性能有一定的要求，故取：v1＝0.8v02040DQvvQQ'其中：2220hdjDD2240hdjDvQvm/s46.42085.02140.0961.00417.04v1＝0.8×4.46≈3.57m/s5）定叶片入口宽度b1：1111'1vDvQvDQb=57.3120.0961.00417.0mm2.32m0322.0取b1＝32mm6）定叶片入口处圆周速度u1：m/s53.18602950120.06011nDu7）定叶片数z：试取z＝58）定叶片入口处轴面速度vm1：vm1＝1v1其中：1－叶片入口排挤系数，1＝1.1～1.3试取1＝1.18：vm1＝1.18×3.57＝4.21m/s9）定叶片入口安放角1：先确定液流角1＇：2272.053.1821.411'1tgumv1＝12481＝1＋其中：—冲角，＝3～15°如果叶片进口冲角采用8～15，则既有较好的汽蚀性能，又对水泵效率基本没有影响取＝8°，则：1＝2048取：1＝20°10）叶片厚度s1：试取s1＝4mm11）计算叶片入口排挤系数1：18.120sin5004.0120.0120.01sin1111zsDD取1＝1.18，与假设值一致12）确定叶片包角：试取＝100，具体在方格网绘型时再确定2.次级叶轮：1）颈部当量直径0D：0.45.30300～其中：knQkD取：k0＝3.6，则：mm780.087m329500.04176.30＝D2）叶轮进口直径Dj：mm17.125290287220hdDjD取Dj＝127mm3）确定叶片入口边直径D1：由于比转数ns＝69.5，40ns100取：D1＝0.95Dj＝120mm4）确定叶片入口处绝对速度v1：取：v1＝0.9v02240hdjDvQvm/s88.62090.02127.0961.00417.04v1＝0.9×6.88≈6.2m/s5）叶片入口宽度b1：1111'1vDvQvDQb=2.6120.0961.00417.0mm5.18m0185.0取b1＝19mm6）定叶片入口处圆周速度u1：m/s54.18602950120.06011nDu7）定叶片数z：试取z＝58）定叶片入口处轴面速度vm1：vm1＝1v1其中：1－叶片入口排挤系数，1＝1.1～1.3试取1＝1.13：vm1＝1.13×6.2＝7.01m/s9）定叶片入口安放角1：先确定液流角1＇：3779.054.1801.711'1tgumv1＝20421＝1＋其中：—冲角，＝3～15°。如果叶片进口冲角采用8～15，则既有较好的汽蚀性能，又对水泵效率基本没有影响取＝8°，则：1＝2842取：1＝29°10）叶片厚度s1：试取s1＝4mm11）计算叶片入口排挤系数1：13.129sin5004.0120.0120.01sin1111zsDD取1＝1.13，与假设值一致12）确定叶片包角：试取＝100，具体在方格网绘型时再确定（二）叶轮出口部分尺寸1）初算叶轮出口直径D2：322nQkD2110035.92snk其中：mm2712.0329500417.0211005.6935.92D2）叶轮的出口宽度b2：由于比转数在40~80之间，所以ngHbCsnb280222310030.1snbC其中mm8.12m0128.029501008.92231005.6930.1805.6922b取b2＝16mm3）叶轮的出口安放角2b：初取2b＝30°，具体在作方格网时修改4）校核叶轮出口直径D2：yuvuhghbymvbymvnD1122tg222tg22602016011a)uvnDu入室，，由于该泵采用环形吸其中：，；，，而对于次级叶轮故01101011uvuuvuvu；865.0b)hsin21c)2bzkyy为有限叶片数修正系数95.0~85.02sin6.0)65.0~55.0(bk9.0k取2212Duzsmm522sin22ssus取9022sin2tg2tg＝取9413.02712.030sin005.05127339.030sin9413.059.01y2222d)bDvQmv9413.0016.02712.0961.00417.0m/s38.37339.00865.0100806.9230tg7339.0238.330tg7339.0238.32950602Dm282.0由于算得的D2值与初算值相差较大，采用逐次逼近法计算令D2＝0.282再次计算：9436.0282.030sin005.05127332.030sin9436.059.01y2mv943.0016.0282.0961.00417.0m/s25.37332.00865.0100806.9230tg7332.0225.330tg7332.0225.32950602Dm281.0为保险起见，取：D2＝0.285m＝285mm（三）叶片绘型：采用保角变换绘型法进行叶轮的叶片绘型1.轴面投影图的绘型和检查：根据求出的尺寸D2、b2、Dj和dh，参考相近ns的叶轮图纸，绘制叶轮的轴面投影图图4-1叶轮轴面投影图检查轴面液流过流断面面积的变化,首级叶轮和次级叶轮轴面过流断面面积变化表分别见表4－1和表4－2，变化图见图4－2和图4－3表4-1首级叶轮轴面过流断面面积变化表表4-2次级叶轮轴面过流断面面积变化表位置L(mm)ri(mm)ri(mm)F(mm2)位置L(mm)ri(mm)ri(mm)F(mm2)进口0.0013.7556.259719.30进口0.009.2554.256305.9615.3714.0056.509940.0014.819.4054.536441.3029.3314.5057.0010386.1128.629.5155.376617.06312.0815.0057.5010838.49320.629.5061.507341.90414.4215.5058.0511306.91426.479.3066.107724.93516.3115.8058.7111656.79532.089.0071.208052.53619.3116.0060.2212107.95639.348.5078.358368.89722.7115.8062.5612421.20746.438.4085.449018.83824.5915.5064.0912483.37860.688.3099.6910397.75926.7715.0066.0112442.59974.938.20113.9411740.861030.1714.0069.2312179.581089.188.10128.1913048.151134.1513.0073.0811938.55出口