課程設計指導書-軸流泵葉輪水力設計

1、2.軸流泵葉輪葉片設計1 軸流泵葉輪水力模型設計參數(shù) 2 葉輪設計流程 3 葉輪基本參數(shù)的選擇 3.1 比轉(zhuǎn)速的確定 3.2葉輪外徑D和輪轂直徑dh的確定3.3 葉片數(shù) Z 的選擇 4 葉片各截面的葉柵計算（流線法） 4.1 流線法設計葉片總體步驟 4.2 分計算截面 4.3 選定葉柵疏密度 l/t, 計算弦長 l=t*l/t4.4葉片厚度y的確定4.5 確定進口軸面速度 Vm1 4.6 確定出口圓周速度 Vu2 2.3.3.3.4.4.5.6. .6.7.8.9.4.7 確定各截面葉片進出口角1和 21.04.8 確定葉弦安放角 L ，計算型線半徑 R1.03 - 11.1.2.1. 4.1

2、.5.1. 54.9 選擇翼型 4.10 實例流程 5 葉片各截面的葉柵計算（升力法）分計算截面 確定軸面速度Vm和葉輪環(huán)量r5.15.25.3計算 m 和此速度與圓周速度之間的夾角 m1. 65.4選定葉片平面重疊系數(shù) m 或葉柵疏密度 l/t1.75.5假定 角.1.8.5.65.7求葉柵中翼型的升力系數(shù) Cl 選擇翼型 1.81.8.5.8葉柵影響的修正平板葉柵修正法及確定翼型的安放角.225.95.10 計算葉輪的水力效率6 葉片的繪型 6.16.26.36.46.56.6抗空化性能校核繪翼型圖 確定葉片旋轉(zhuǎn)軸線位置 做葉片的軸面投影圖 在葉片軸面投影圖上做垂直于軸線的截面 做木模截線

3、 生成三維葉片（如圖 23所示） .2.4.2.5 3.1. .3.1. .3.3 .3.3 .3. 4 .3.4. .3.7,如下圖所示。于是，研究軸流泵葉輪內(nèi)的流動，就簡化為研究對應幾個圓柱流面上的葉柵中翼型的流動。幾個 圓柱流面上的翼型組合起來，就是軸流泵葉片。液體在軸流泵葉輪內(nèi)的流動是一種復雜的空間運動。任何一種空間運動都可以看成是三個相互垂直的運動的合成。研究水流在軸流式葉輪中的運動時， 為了方便，采用圓柱坐 標系f（R, u, z），R為半徑方向，u為圓周方向，z為泵軸線方向。通常在分析和設計軸流泵葉片時，主要研究軸流式葉輪中液體速度在三個坐標軸上的 分量，并按照圓柱層無關性假設（

4、液體質(zhì)點在以泵軸線為中心線的圓柱面上流動，且相鄰各圓柱面上的液體質(zhì)點的運動互不相關，即不存在徑向分速度，Vr=0）。顯然，圓柱面就是流面。按照圓柱層無關性假設，可以把葉輪內(nèi)復雜的運動，簡化為研究圓柱面上的流動，在 葉輪內(nèi)可以作出很多個這種圓柱流面，每個流面上的流動可能不同，但研究的方法相同， 因而只要研究透徹一個流面的流動，其他流面的流動也就類似地得到解決。我們知道，圓柱面沿母線截開后，可以展開在平面上。 圓柱面和各葉片相交，其截面 （翼型或翼型剖面）在平面上構成一組葉柵（無限平面直列葉柵）1軸流泵葉輪水力模型設計參數(shù)葉輪直徑 D=300mm； 轉(zhuǎn)速 n=1450r/min；流量 Q=363L

5、/s；揚程 H=5.0m；空化余量 NPSHre<7.0m2葉輪設計流程第一、確定轉(zhuǎn)速n和比轉(zhuǎn)速ns第二、估算泵的效率第三、確定葉輪主要結(jié)構參數(shù)(1) 確定葉輪的輪轂比dh ； (2)葉片數(shù)Z; (3)外徑D。第四、葉片的設計(流線法、升力法、) 第五、葉片的繪型3葉輪基本參數(shù)的選擇3.1比轉(zhuǎn)速的確定已知轉(zhuǎn)速n后，就可根據(jù)公式計算出比轉(zhuǎn)速來。軸流泵的比轉(zhuǎn)速ns一般為500-1200, 但根據(jù)需要，可以超出此范圍，有些資料介紹ns的范圍為400-2000.ns= 3.65nyQ =953.6448 9543.2葉輪外徑D和輪轂直徑dh的確定葉輪直徑D和輪轂直徑dh應根據(jù)軸面速度Vm的大小來

6、確定。軸面速度 Vm的可按F面式計算：Vm=0.07n2Q =0.07 V14502 0.363 =91.38625 m/s式中 Q設計流量n轉(zhuǎn)速Vm液體進入轉(zhuǎn)輪以前的軸面速度輪轂比dh/D與比轉(zhuǎn)速ns有關，其值根據(jù)表1或圖1選取:11 i 1n111_I1iTL1L111$§L ；-.i *rH-11* T1豐-i s-r111卜111r1sw' JooQ11» i«n表1 輪轂比dh/D與比轉(zhuǎn)速ns的關系ns50060070080090010001100dh/D0.50-0.630.46-0.590.44-0.560.40-0.530.37-0.500

7、.35-0.480.33-0.46護0,5 0： a 3 n.z al圖1 輪轂比dh/D與比轉(zhuǎn)速ns的關系曲線從圖及表中可看出，輪轂比dh/D隨比轉(zhuǎn)速ns的減小而增大，這是因為：為了減小葉 片在液流中的迎面阻力，必須使葉片后面不產(chǎn)生漩渦層，必須要使每一計算截面上圍繞翼 型流動的速度環(huán)量ri相等。dh/D=0.40所以根據(jù)以上敘述，選擇輪轂比為r4Q4 0.3631D 廠 亍 0.295693 m卜m（1 獸）勺 91.386 （1 E3.3葉片數(shù)Z的選擇軸流泵葉輪的葉片數(shù)Z與比轉(zhuǎn)速ns有關，其統(tǒng)計數(shù)據(jù)列于表2 表2 葉片數(shù)Z與比轉(zhuǎn)速ns的關系ns500500-800>800Z65-44

8、-3根據(jù)上表選擇葉片數(shù)Z=44葉片各截面的葉柵計算（流線法）如果用半徑為r和（葉dr）的兩個同心圓柱面去切割軸流泵的葉輪，則得到一個包括 翼型在內(nèi)的液體圓環(huán)，如圖2所示，如將這個圓環(huán)剖開并展開于平面上， 則得到一個無限 直列葉柵，如圖3所示。圖2 用圓柱面切割葉輪示意圖當液體流過葉柵時，每個翼型像單個翼型那樣,這個葉柵是由許多相同的翼型組成的，會受到升力和迎面阻力的作用，但由于鄰近翼型的相互影響，葉柵中翼型上的升力和迎面 阻力的數(shù)值與作用在單個翼型上的升力和迎面阻力的數(shù)值不同。用流線法設計葉輪葉片時，按下述程序進行。4.1流線法設計葉片總體步驟流線法設計的總體詳細步驟如下：（1）完成第3部分中

9、的比轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速和葉輪外徑的確定；（2）分流面（一般分為5個），流面間距一般相等，并且輪轂、輪緣可作為兩個流面;（3）選擇葉柵稠密度l/t，計算弦長l=t*l/t ；確定容積效率V，各截面的容積效率 V可以取同一值。(5)葉片厚度計算，輪轂處最大厚度Ymax= (0.012-0.015) KD J1.5H，從輪轂到-7 -輪緣的葉片厚度按線性規(guī)律變化;(6)2估算各截面的排擠系數(shù)1 23Ymax。葉弦角L 一般可近似取輪緣處20，tsin L輪轂處40，從輪緣到輪轂按線性規(guī)律變化；水力效率h，中間截面按h 廠（0.02 : 0.03）確定，從輪緣到輪轂線性變化;(8)選定Vu2的修正系數(shù)，計算V

10、u2Vu2。(9)計算各截面進口液流角1，選擇沖角1，確定葉片進口角1（10）計算各截面出口液流角2，Vm2認為等于各截面進口軸面速度;（11）確定葉片出口角222，考慮有限葉片數(shù)等因素影響,2的選用范圍為（0 3 ）；葉片都應當有一定的長度，用 根據(jù)研究，推薦一下幾組外緣處lz 5,-t(12)確定葉弦安放角 L，計算型線半徑Ro4.2分計算截面通常選取五個計算截面，如圖4所示，各計算截面的半徑按下列各式確定:R5=dh/2+0.020D=0.118277/2+0.020 0.2>95693=0.06505 mR仁D/2-0.020D=0.295693/2-0.020 0.295693

11、=0.1419326 mR3=(R1+R5)/2=0.10349 mR2=(R1+R3)/2=0.122711 mR4=(R5+R3)/2=0.08427 m4.3選定葉柵疏密度葉柵稠密度l/t是軸流泵葉輪的重要幾何參數(shù)，他直接影響泵的效率，也是決定空化 性能的重要參數(shù)。(1) 從能量轉(zhuǎn)換和空化性能考慮，不論葉片數(shù)多少， 以形成理想的通道，所以選擇還應當考慮葉片數(shù)的多少。 的l/t值，供設計時參考：ll0.84 - 0.94z 3,-0.65 - 0.75 ; z 4,-0.75 - 0.85;(2) 另外應當適當減小外緣側(cè)的，增加輪轂側(cè)的，以減小內(nèi)外側(cè)翼型的長度差，均衡葉片出口揚程。推薦輪緣

12、和輪轂翼型稠密度的關系為(l/t)輪轂=(1.31.4) (l/t)輪緣，輪緣和輪轂之間各截面的l/t按照線性規(guī)律變化。關醒凡教授給出了江蘇大學系列模型用的葉柵稠密度統(tǒng)計圖，如下圖所示。%也有文獻推薦，按照圖6所示的曲線(l/t)輪緣=f(KH)來確定輪緣處的l/t，Kh按下式計算式中 H泵的揚程n轉(zhuǎn)速D 葉輪外緣直徑圖6(l/t)輪緣與Kh的關系曲線常取(l/t)輪廓=(1.21.3) (l/t)輪緣，并且從輪轂到輪緣的l/t是按線性規(guī)律變化的。4.4葉片厚度y的確定輪轂處葉片最大厚度可按下式粗略計算Ymax= (0.012-0.015) KD J1.5H = 9.7-12.1 mm式中D葉

13、輪外徑(m)H揚程(m)Ymax輪轂處葉片最大厚度（m）K為材料系數(shù)，近似取K=1輪轂處的葉片相對厚度 Ymax/I通常為10%-15%左右。輪緣處的葉片厚度應盡量薄一 些為好，通常按照工藝條件條件確定，相對厚度通常取為 2%-5%。從輪轂到輪緣的葉片 厚度按線性規(guī)律變化。以上公式僅用來作為葉片厚度的粗略計算，待葉輪設計完后，應進行強度校核計算。 4.5確定進口軸面速度Vm1軸面速度Vm1=Vmi/（考慮各截面的排擠影響）4QVm1(D2 dh2) V其中，進口前軸面速度Vmi可按下式計算:4 0.363一2=6.30 m/s(0.2956930.118277 ) 0.98式中Q流量D葉輪外徑

14、Dh輪轂直徑各截面的容積效率V可以取同一值。容積效率通常按照V 容積效率,V =0.960.99之間選擇各截面的排擠系數(shù)1 2金。葉弦角L 一般可近似取輪緣處20 ,輪轂處40 ,從輪緣到輪轂按線性規(guī)律變化。X廣*葉輪環(huán)量r可根據(jù)泵基本方程式求得2 qHt 29 81 6 0240962r- y = =2.44536 m2 /s151.767式中q重力加速度，q=9.81角速度Ht 理論揚程11 -Ht=H/ h h為水力效率n=一=151.767 rad/s 304.6論。Ht=H/ h = 5/0.9=5.556 m確定出口圓周速度Vu2軸流泵葉輪的設計中，有一種葉片出口流動為自由旋渦模式

15、(VuR=co nst)的設計理按照自由旋渦設計理論算得的相對液流角，輪緣側(cè)小，越到輪轂側(cè)越大，葉片的扭曲h 0很大，影響泵的效率，尤其在非設計工況下，泵的效率下降的比較快，泵的高效率范圍窄。有關專家根據(jù)不同比轉(zhuǎn)速模型不同出口環(huán)量分布試驗結(jié)果，為了提高輪緣側(cè)環(huán)量，減小輪轂側(cè)環(huán)量，給出了一種從輪緣到輪轂按照線性變化修正環(huán)量分布的規(guī)律， 如下所示：Vu2Vu2式中，Vu2 按Vu2R con st計算的旋轉(zhuǎn)分速度Vu2 修正后旋轉(zhuǎn)分速度Vu2 修正系數(shù)，=0.91.1。-# -gHu一 vu1h式中，u圓周速度,Df(D-研究圓柱流面的直徑)對于出口圓周分速度Vu2，可按照下式計算:' g

16、HT uvu1Vu2uH揚程Ht理論揚程,Ht = H / hVui 進口圓周分速度，Vui由吸入條件決定，通常Vui =0h 水力效率。水力效率h，中間截面按h 廠 (0.02 : 0.03)確定，從輪緣到輪轂線性變化。4.7確定各截面葉片進出口角1和2(1)計算各截面葉片進口角1一般是，計算各截面進口液流角1,選擇沖角1，確定葉片進口角111。13 -按照速度三角形，1arcta門丫巴。u沖角 1的選用范圍為0 -3，從輪轂到輪緣增加,比轉(zhuǎn)速大著取小值。(2)計算各截面葉片出口角 2一般是，計算各截面出口液流角2，選擇沖角2，確定葉片出口角222。按照速度三角形，計算各截面出口液流角2ar

17、cta n亠Ju Vu2通常，U1 U2 u，Vm2 Vm1 V，即認為Vm2等于各截面進口軸面速度?？紤]有限葉片數(shù)等因素影響,2的選用范圍為(0 3)；4.8確定葉弦安放角L，計算型線半徑R葉片型線是連續(xù)曲線，通常采用單圓弧或拋物線，如下圖所示:01 處一型線進.出n角；y型線曲率角；一型線中心角;A翼型拱度；H翼型高度：禺一型線安放角對于圓弧葉片，各角度關系為:L ( 12)/2 ， L 212型線的高度H: HI sin L型線的拱度h： hR (R型線的半徑R： RIL1I sin(22)I2 tanI 1 cos2sinTHcos 1 cos 2#R2 G)2(R4.9選擇翼型有的是

18、從飛機翼型資料中得來的，有的是軸流泵設計中所用到的翼型技術資料，從水洞中研究的來的，一般飛機翼型的能量性能可能是較好的，但抗空化性能可能很 差，而利用水洞對翼型進行研究，其主要目的是尋找適用于水力機械的翼型。要求翼 型上的負荷均勻，以便改善翼型的抗空化性能。最大厚度在(0.45-0.5) I處的翼型負荷分布均勻，最小壓力較高，有利于改善葉柵的抗空化性能。選擇翼型的原則：1) 要求設計出來的葉輪效率高；2) 要求設計出來的葉輪抗空化性能良好。翼型資料詳見參考文獻葉片泵設計手冊第268-278頁內(nèi)的各種翼型。4.10實例流程6-(r/Rsn) II 450150Dvw«血節(jié)原h(huán)untIi

19、fewVbJ = l，nJ 坤!l水力效*= <tl.U2 = U 03)修正出口沖聞ftA:念、疋：Ri 二I 150 十土 - - - - inm ! 117 MlhUH127.2JIRHnitiimAm/a7.6611.50.90MT.65 j 176,71I .IE R-I5U.6113 &ft . 74 ( % -M5E2IK1.0» 1 lar 別 : 一_r r - Oli;O.w :,».92； tJ.M41 4里 理 - - J*7.17r- -7,49 j 7.3314.27I0LK90.9674)217.1MK9險 ftgi ft,872

20、2.78廠-出-止 1V u2 =亠fni/s i 6.435J9 F 4 J0.rn0.45 II 1-00 iJ»5 LWP l = anlan 號/T產(chǎn)arc湖赳ry*7 - - 5.1933.4-2>33,92c>TTim54.85434 39, *27 692XnD.54,0017JJ1.528,19| 24,2121+3238'. 712V.9H24.勃1j J39.71 50,9625.28 9527.6025.M>19 1320,2121.2120.1744.387501 4363 6IQ5 2U425 -比轉(zhuǎn)逢750給定初始參數(shù)I Q/ (

21、L/s)JH/m"(f/tnin)dAnsnrD/jnm6,721 4501504300項H公式單位!rdcbaDmm1 .1501H8225262300節(jié)距f = DM Jjmni117.81J147.65176.71205.77235.62給定-LT1.U81,020.960.880,80弦長t1nim127.23150.61"169,65ISLOS188.50f4Q說IT (cP-4)%mA6,74(% = 0.9&)r妒r （寫）0.880.9G0,920.940.96VnJ/0m/s7.667.497.337.177.02uk- tDiTrt"一

22、 60m/s11.3914.2717.0819.8922.78水力效率5h = A 0*02'0.03)0.900,890.880,870.861Vu2«UljhtnZs6.435J94.393.813,37vk修正f>0型0,95LOOLOiJ JOu 應=fuQm/s5.794.934.394.003.70PlJ3i = aiTtanu()33.9227.6923,2119.821733進口沖角()00.511.52? = 01 + ZtC)33*9228.1924.21213219 J3()53.8338.7129.9824,2830.21出口沖角C)1IIItf

23、t()54.«339.713O.<*825.2821.21 L桃=(A + ftf/2<*)44,38 33-9527.6023.302037R血L2血佇）own3517501 4362 6195 2<M5葉片各截面的葉柵計算（升力法）如果用半徑為r和（葉dr）的兩個同心圓柱面去切割軸流泵的葉輪，則得到一個包括 翼型在內(nèi)的液體圓環(huán)，如圖2所示，如將這個圓環(huán)剖開并展開于平面上， 則得到一個無限 直列葉柵，如圖3所示。當液體流過葉柵時，每個翼型像單個翼型那樣,這個葉柵是由許多相同的翼型組成的，會受到升力和迎面阻力的作用，但由于鄰近翼型的相互影響，葉柵中翼型上的升力和迎面

24、 阻力的數(shù)值與作用在單個翼型上的升力和迎面阻力的數(shù)值不同 。用升力法設計時，按下述程序進行。5.1分計算截面通常選取五個計算截面，如圖4所示，各計算截面的半徑按下列各式確定:R5=dh/2+0.020D=0.118277/2+0.020 0.295693=0.06505 mR仁D/2-0.020D=0.295693/2-0.020 0.295693=0.1419326 mR3=(R1+R5)/2=0.10349 mR2=(R1+R3)/2=0.122711 mR4=(R5+R3)/2=0.08427 m5.2確定軸面速度通常認為各截面的軸面速度 Vm和葉輪環(huán)量r是相等的，即所謂均勻分布規(guī)律。

25、軸面速度Vm可按下式計算：、，4Q4 0.363Vm=2= 2=6.296153 m/s(D dh )(0.2956930.118277 )式中Q流量D 葉輪外徑Dh 輪轂直徑葉輪環(huán)量r可根據(jù)泵基本方程式求得廠 2 gHt 29.81 6.024096 廠2,r- =2.44536 m /s151.767式中g重力加速度，g=9.81 角速度Ht 理論揚程Ht=H/ hh為水力效率n=151.767 rad/s 30Ht=H/ h = 5/0.9=5.556 m5.3計算m和此速度與圓周速度之間的夾角1）做進出口速度三角形為了做進出口速度三角形，必須首先求出 u， 圓周速度u都是相等的，其大小

26、由下式確定Vm, Vu1和Vu2，葉柵進口處和出口處u=nrr =30(m/s)式中 n泵轉(zhuǎn)速r計算截面的半徑葉輪進口處絕對速度的圓周方向分量Vu1決定于吸入室的結(jié)構，通常Vu1=0Vu2可從泵的基本方程式求得葉輪出口處的絕對速度的圓周方向分量Vu1= Vu1+ Hg (m/s)h當求出u，Vm和Vu2后，就可作出葉輪的進口速度三角形 ABC和出口速度三角形ABD，如圖5所示2）計算m和m在圖5中，可以得到葉輪進口處和出口處的相對速度1和2，將此兩速度向量相加，再除以2,則得到1和2的幾何平均值 m及這個速度的方向。其具體做法 是先找出CD線的重點E，然后連接E、B兩點，即得到 m。 m的大小

27、可由下式 求得Vm2 (u Vu22u1)2m的大小可由下式求得Vmtgm =Vu2 Vu1u (-)葉片各斷面的平面包角為式中 z葉片數(shù)m葉片重疊系數(shù)，它表示葉輪葉片在平面投影圖上的重疊程度。高比轉(zhuǎn)速的 葉輪選小于1的值，在小型軸流泵中，常把葉片和輪轂鑄成一體，此時為了簡化鑄造 工藝，也常選mv1。對于低比轉(zhuǎn)速的葉輪，為了提高抗空化性能，常選m等于1或大于1。m選定后，就可求出葉片各斷面的平面包角，而后翼型弦長可用下式確定rl （ mm）cos cos式中平面投影圓弧長L 翼型弦長由于柵距t V，所以當翼型弧長求出后，則葉柵疏密度也就可以求得了，即l r z mt cos 2 r cos在某

28、些資料中，不是通過選 m來確定l/t，而是通過圖6所示的曲線(l/t)輪廓 =f(KH)來確定輪緣處的l/t，Kh按下式計算K 亠KH 202式中 H泵的揚程n轉(zhuǎn)速D 葉輪外緣直徑圖6(l/t)(l/t)輪緣與Kh的關系曲線常?。╨/t）輪廓=（1.21.3）輪緣，并且從輪轂到輪緣的l/t是按線性規(guī)律變化的。5.5假定角越小，翼型的升阻比（即tg ）就越大，迎面阻力就越小，從而翼型的水力效 率就越高。一般先選/=1，然后在設計中核算。5.6求葉柵中翼型的升力系數(shù)ClCl -t2gHt2 mVm cosu sin( m )將上述的已知量代入以下公式就可求得翼型的升力系數(shù)Cl5.7選擇翼型有的是從

29、飛機翼型資料中得來的，有的是但抗空化性能可能很軸流泵設計中所用到的翼型技術資料，從水洞中研究的來的，一般飛機翼型的能量性能可能是較好的， 差，而利用水洞對翼型進行研究，其主要目的是尋找適用于水力機械的翼型。對翼型 的要求除要求升阻比大外，還要求翼型上的負荷均勻，以便改善翼型的抗空化性能。最大厚度在（0.45-0.5）l處的翼型負荷分布均勻，最小壓力較高，有利于改善葉柵的 抗空化性能。選擇翼型的原則：1）要求設計出來的葉輪效率高2）要求設計出來的葉輪抗空化性能良好。本設計選擇NACA44-06翼型。NACA44-06翼型是用四位數(shù)表示的。第一位數(shù)表示翼型骨線的長度，（即翼型骨線到翼弦的最大距離）

30、，以弦長的百分比表示，第二位數(shù)表示最大彎度離翼型前緣的距離，以弦長的十分之幾表示，而后兩位數(shù)是以弦長的百分比表示的葉片厚度。NACA44翼型的坐標數(shù)據(jù)可從表3中查到表內(nèi)b的數(shù)值如果為“一”則表示b位于翼弦下，反之，如果b的數(shù)值為“ +” 則表示b位于翼弦上面。表3 NACA44翼型坐標.E«iie±« = ntfZBss* ,I 衛(wèi) 心 <>>4一止 M 殲= Q TS S 5 f : S 3 I 3 u s 5 e 3 5T"-= H =圖匸TTTTTTTTTl*'a / Jd wU"*w匕=I- ¥E T

31、T d s,I H ? ? ? ? ? H 7 M ? ? ,iafl«JSHSP = 5I ,診二£百=怎雷±二e S魚說竜 *77?甲 TYTTV 亍 T7T7TYriffcEsrs-sSEzas：-二二 M SE » V z »eju；F«；I 7r7'77T'777 ?f777I Ic H "w B ?5s » =J ss F s" a =I!'r .HZ1丄£g-上_-&2&芒二a證章a a a電卓” 'TtrrtTri-fT Y T 工

32、乍哉'-o=e9PEa = es 兀',e ftSTEN 寓 SFa»-« 事一三, ；'7 7 t t 7 7 I T T T T ? T 4 ? t 'IIs=A工t：d»3R3ftrffiH越,IId£匸；»-1opzIN飛帀帀、S鼻3 « = 豈B宅R電 f'f7Z7VT17T早*宇jHY¥ 'I'5S55!-55352:S3!SJh » 雷 * tf K 譽 p 5）遷 * H 弓='T ¥ y f t t T ¥ 4 工

33、芾* 二* M1 I * = W#3y*SBa» = a 二 ap 咅* H-Mssfi 士 CS V 仃* G節(jié)X "二二* 于T"5 亶 丨I 1 I I T T * 4 + + + * * ¥ * ,5 5 5 2 523252 - 亍廠;6 = :- B *1"-各個截面的翼型實際坐標換算如下表所示：表4截面1翼型X1百分比X1實際長h1百分比h1實際長b1百分比b1實際長0-1.252.086251.252.08625-0.64-1.068162.54.17251.883.13772-0.79-1.3185158.3452.794.6

34、5651-0.82-1.368587.512.51753.535.89157-0.73-1.218371016.694.156.92635-0.6-1.00141525.0355.158.59535-0.25-0.417252033.385.99.84710.120.200282541.7256.4210.714980.460.767743050.076.7611.282440.741.235064066.766.911.51611.11.83595083.456.5510.931951.242.0695660100.145.859.763651.272.1196370116.834.858.

35、094651.161.9360480133.523.565.941640.911.5187990150.211.963.271240.490.8178195158.5551.051.752450.240.40056100-表5截面2翼型X2百分比X2實際長h2百分比h2實際長b2百分比b2實際長0-1.251.8251.251.825-0.64-0.93442.53.651.882.7448-0.79-1.153457.32.794.0734-0.82-1.19727.510.953.535.1538-0.73-1.06581014.64.156.059-0.6-0.8761521.95.15

36、7.519-0.25-0.3652029.25.98.6140.120.17522536.56.429.37320.460.67163043.86.769.86960.741.08044058.46.910.0741.11.60650736.559.5631.241.81046087.65.858.5411.271.854270102.24.857.0811.161.693680116.83.565.19760.911.328690131.41.962.86160.490.715495138.71.051.5330.240.3504100-表6截面3翼型X3百分比X2實際長h3百分比h3實際長

37、b3百分比b2實際長0-1.251.576251.251.57625-0.64-0.807042.53.15251.882.37068-0.79-0.9961956.3052.793.51819-0.82-1.034027.59.45753.534.45133-0.73-0.920531012.614.155.23315-0.6-0.75661518.9155.156.49415-0.25-0.315252025.225.97.43990.120.151322531.5256.428.095620.460.580063037.836.768.524360.740.933144050.446.9

38、8.70091.11.38715063.056.558.259551.241.563646075.665.857.376851.271.601477088.274.856.115851.161.4627680100.883.564.489160.911.1475190113.491.962.471560.490.6178995119.7951.051.324050.240.30264100-表7截面4翼型X4百分比X2實際長h4百分比h4實際長b4百分比b4實際長0-1.251.351251.251.35125-0.64-0.691842.52.70251.882.03228-0.79-0.8

39、539955.4052.793.01599-0.82-0.886427.58.10753.533.81593-0.73-0.789131010.814.154.48615-0.6-0.64861516.2155.155.56715-0.25-0.270252021.625.96.37790.120.129722527.0256.426.940020.460.497263032.436.767.307560.740.799944043.246.97.45891.11.18915054.056.557.080551.241.340446064.865.856.323851.271.37287707

40、5.674.855.242851.161.253968086.483.563.848360.910.983719097.291.962.118760.490.5296995102.6951.051.135050.240.25944100-表8截面5翼型X5百分比X2實際長h5百分比h5實際長b5百分比b5實際長0-1.251.191251.251.19125-0.64-0.609922.52.38251.881.79164-0.79-0.7528754.7652.792.65887-0.82-0.781467.57.14753.533.36409-0.73-0.69569109.534.153

41、.95495-0.6-0.57181514.2955.154.90795-0.25-0.238252019.065.95.62270.120.114362523.8256.426.118260.460.438383028.596.766.442280.740.705224038.126.96.57571.11.04835047.656.556.242151.241.181726057.185.855.575051.271.210317066.714.854.622051.161.105488076.243.563.392680.910.867239085.771.961.867880.490.

42、466979590.5351.051.000650.240.22872100-翼型的升力系數(shù)CL1與 角，沖角 的關系曲線如圖7所示5.8葉柵影響的修正一一平板葉柵修正法及確定翼型的安放角由于葉柵中鄰近翼型的相互影響，葉柵中翼型的升力系數(shù)Cl和單個翼型的升力系數(shù)Cli是不等的。因此，必須用一定得方法將葉柵中翼型的升力系數(shù)Cl變換為單個翼型的升力系數(shù)CL1。目前常用平板直列葉柵的資料來進行變換，或者說用平板直 列葉柵的修正資料來進行修正。平板直列葉柵的修正資料是用理論計算法得到的，它以曲線的形式給出了平板在不同安放角時平板葉柵的相對間距t/l與修正系數(shù)Ip間的關系，如圖1-35所示。修正-27系

43、數(shù)lp等于葉柵平板的升力系數(shù)Cl與單個平板的升力系數(shù)Cl1之比值，即, Cllp 一CI1從圖9可見，修正系數(shù)lp與葉柵中平板的安放角和平板葉柵的相對間距t/l有關。8所示)，通過柵D作翼弦AD的垂為了借助平板葉柵的修正系數(shù)Ip來修正所選用翼型的升力系數(shù) CL1，就必須把所 計算的葉柵變成當量平板葉柵。當量平板葉柵是這樣得到的(如圖 內(nèi)翼型的后緣A和翼型骨線中點C作一直線AB，再由翼型的前緣 線DB，垂線DB與直線AB交于B點，則直線AB組成的葉柵稱之為當量平板葉柵。 其相對間距為t/lp, t是所計算的葉柵間距，Ip是當量平板的弦長。當量平板的安放角就是AB直線與圓周方向間的夾角P，有了 t

44、/lp和P ,就可由圖9查出系數(shù)Ip，lp Cl于是就可由公式采用平板葉柵修正法來計算翼型時，可按下述步驟進行:Cll1)根據(jù)公式t2gHt Vm cosm u sin( m )求出葉柵中翼型的升力系數(shù)Cl；2）假定 t/lp=t/l 和m (4° 80)，在下圖中查出lp;-29 -(*：gzE=|E=H=|(1,2M ft,ft kO < J '2 I '4 I' i.# 2.(j fjif圖9流體繞平板直列葉柵內(nèi)平板及單平板的關系曲線3）確定 ymax及 ymax/l ；4）根據(jù)下列公式Cii=CI/Ip求出單個翼型的升力系數(shù)CL1；5）根據(jù)求出的

45、CL1在圖7中選取翼型并找出翼型的沖角。選取翼型的ymax/l與上面確定的 沖角過遠；ymax/l不宜相差太大，以免由于翼型的加厚或減薄算出的沖角偏離最優(yōu)6)按m 和l/t畫出翼型，然后畫出當量平板。隨后按求得的當量平板葉柵相對間距t/lp和平板安放角P在圖9中查出Ip,于是又一次的把CL1計算出來。根據(jù)這次求得Cli，再在圖7中找出沖角。要求兩次所得的沖角 極為相近（即兩次所得CL1極為相近），否則要繼續(xù)計算,通常希望沖角不大于8度。當沖角確定后，則翼型安放角也就確定了，即5.9抗空化性能校核31 -泵的抗空化性能應使葉柵的空化余量hr小于或等于裝置空化余量ha減去（0.3-0.5）（ m）

46、的裕量，或使葉柵的空化余量hr乘（1.1-1.3）的安全裕度后應小于或等于裝置空化余量ha，即泵的抗空化性能應滿足下面的要求hrha (0.30.5)m(1.1 1.3) hrhahr可由下面的經(jīng)驗公式得到:hr(5.62yQ)4/8(C)式中n泵的轉(zhuǎn)速Q(mào)泵的設計流量C空化比轉(zhuǎn)速，軸流泵的 C為800-1100左右 經(jīng)計算1000hr (5)4/8(5.62 1450j0)4/8=2.21C而裝置空化余量NPSHre=7.0m由于 1.32.21=2.88<7所以，該泵的設計符合抗空化性能要求。5.10計算葉輪的水力效率各計算截面葉柵的水力效率可按下式進行計算m sin1 u sin( m )序號計算公式單位R1R2R3R4R51rm0.1420.1230.1030.0840.0652n