泵CAD及双流道泵3

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3 其 它 主 要 内 容3 其它3.1 泵试验台及其测试系统3.2 泵性能预测3.3 无密封自控自吸泵3.4 单流道叶轮水力设计3.1 泵试验台及其测试系统 (1)传统测试系统(2)我们的测试系统(3)我们测试系统软件界面(4)典型开式试验台(4)典型闭式试验台3.2 泵性能预测一、为什么要进行泵性能预测的研究? (1)泵的设计理论还停留在半理论、半经验的发展阶段。开发泵产品一般都要经过设计-试制-试验-改进的过程。这样一个过程不仅繁琐,而且还浪费耗了大量的时间、人力和物力。 (2)如果能够依据设计出来的泵叶轮、蜗壳等过流部件的几何参数准确地预测出泵的性能曲线,就能够极大地减少泵的模型制作、试制、试验的费用并缩短设计和制造周期。二、泵性能预测的研究现状 长期以来,国内外学者对泵性能预测进行了大量研究,取得了不少成果,归纳起来主要有流场分析法、水力损失法和神经网络法。 (1)流场分析法 流场分析法的实质就是建立泵内部流场特征和泵外特性之间的关系,是水泵研究领域中一个重要的课题,主要包括两方面的问题:一是获得泵内部流场特征,二是建立泵外特性与内部流场之间的关系。目前,国内外对泵内部流场所做的研究比较多,且取得了不少的研究成果,而对泵外特性与内部流场之间的关系研究的很少,处于起步阶段。 (2)神经网络法 人工神经网络(Artificial Neural Network) 是由大量处理单元广泛互连而成的网络,是对人脑的抽象、简化和模拟,反映了人脑的基本特性。 利用神经网络进行泵性能预测时,先要选取大量优秀的泵水力模型对网络进行训练。在对网络进行了训练之后,还要再用一部分优秀的水力模型对网络进行校验。若误差在控制范围之内则可用来进行性能预测,否则要继续训练网络。 (3) 水力损失法 水力损失法是目前预测泵性能最常用的方法,它是通过对各种水力损失的物理本质及其影响因素的分析,寻求各种损失与泵结构参数的关系,并对流动作一定的假设、简化,建立水力损失模型。对不同的损失用不同的计算公式,最后根据泵的基本方程求得性能曲线。因此水力损失的计算就成了水力损失法的关键所在。泵的水力损失主要是指叶轮和压水室内的水力损失,同时泵还有容积损失和机械损失。 叶轮内的水力损失主要有: 叶轮进口处液流冲击损失 叶轮流道内的水力摩擦损失和扩散损失 叶轮出口处水力损失。 蜗壳内的水力损失主要有: 螺旋段沿程摩擦阻力损失和冲击混合损失 扩散段摩擦阻力损失和扩散损失。 三、泵性能预测算例(水力损失法,双流道泵) (1)(2)(3)(4)(5)(6)3.2 无密封自控自吸泵一、应用场合 电子、电力、化工、冶金、医药、食品、电镀、环保 消防、市政、净水、国防军工、纺织印染、采掘选矿二、特点 (1)一次加水、终身自吸。采用电动空气控制阀破坏真空,及时断流。 (2)采用副叶轮密封、克服了填料密封、盘根密封、机械密封的“跑、冒、滴、漏”现象,是替代各种长轴液下泵、潜水泵等较理想的设备。 (3)副叶轮不摩擦、无磨损,使用寿命较一般密封长很多。 (4)由于副叶轮要消耗功率,因此泵效率要比采用其它形式密封低,但易于安装、维修方便、不需地脚固定。所以这种泵用在对效率要求不高的场合比较合适三、典型结构 蜗壳式、导叶式、两级四、设计要点▲ 水力设计 (1)叶轮设计,大多采用闭式叶轮,很少采用开式叶轮。 (2)压水室,起初采用蜗壳较多,现在一般采用导叶。采用导叶径向力平衡好,也便于采用焊接结构。如果采用蜗壳,要用双蜗壳,这样有助于平衡径向力。▲ 结构设计 (1)采用板焊结构,模具成本低,适合单件和小批量生产,有的厂叶轮、蜗壳也采用焊接结构。 (2)电机和泵轴直联,要选能够承担向上轴向力的电机。 (3)两级叶轮有助于平衡轴向力,但结构要复杂些。 2gH (4)副叶轮计算方法 D ? K n D-副叶轮外径;副叶轮宽度b=10-12mm;g=9.8;H-关死点扬程(H=U2/2g);n-转速(r/min);K=18~20 3.2 单流道叶轮水力设计一、单流道叶轮的种类 薄壁型:设计方法同离心泵扭曲叶片 厚壁型:关老师书中方法很难把握二、厚壁型单流道叶轮水力设计 我受双流道叶轮设计方法的启发,研究了一种和双流道叶轮相似的单流道叶轮设计方法,绘图方法基本一样,不同之处如下: Q 3 D j ? K Dj (1)叶轮进口直径Dj n 式中 Q―流量,m3/s n―转速,r/min KDj ―叶轮进口速度系数,取3.5~4.5 比转数小时,取大值;比转数大时,取小值。 3 ’ 序号 Q(m /h) H(m) n(r/min) ns KDj K D2 1 76 23 1450 73 3.52 10.46 2 120 17 1450 115 4.57 10.23 3 26 10 2860 157 3.67 9.85 4 50 10 2850 218 4.35 9.93 5 70 10 2860 253 4.10 10.05 Q(2)叶轮出口直径D2 D ? K 3 2 D2 n 1 叶轮出口速度系数: ns ? ? ? K ? K? ( ) 2 KD2 9.8 ~10.5 D2 D2 100 比转数小时,取大值;比转数大时,取小值 (3)叶轮出口宽度b2 当叶轮流道出口断面大致为圆形时,叶轮出口宽度: b2 ? (0.8 ~ 0.9)D j 当叶轮流道出口断面不是圆形时,b2可取较小值,但应保证流道的出口断面面积大致等于叶轮进口面积的0.8倍左右。 (4)平面图 AO≈ Dj/2, AC×b2≈ 0.8 ×Dj ×DjThe end Thank you3 其 它 主 要 内 容3 其它3.1 泵试验台及其测试系统3.2 泵性能预测3.3 无密封自控自吸泵3.4 单流道叶轮水力设计3.1 泵试验台及其测试系统 (1)传统测试系统(2)我们的测试系统(3)我们测试系统软件界面(4)典型开式试验台(4)典型闭式试验台3.2 泵性能预测一、为什么要进行泵性能预测的研究? (1)泵的设计理论还停留在半理论、半经验的发展阶段。开发泵产品一般都要经过设计-试制-试验-改进的过程。这样一个过程不仅繁琐,而且还浪费耗了大量的时间、人力和物力。 (2)如果能够依据设计出来的泵叶轮、蜗壳等过流部件的几何参数准确地预测出泵的性能曲线,就能够极大地减少泵的模型制作、试制、试验的费用并缩短设计和制造周期。二、泵性能预测的研究现状 长期以来,国内外学者对泵性能预测进行了大量研究,取得了不少成果,归纳起来主要有流场分析法、水力损失法和神经网络法。 (1)流场分析法 流场分析法的实质就是建立泵内部流场特征和泵外特性之间的关系,是水泵研究领域中一个重要的课题,主要包括两方面的问题:一是获得泵内部流场特征,二是建立泵外特性与内部流场之间的关系。目前,国内外对泵内部流场所做的研究比较多,且取得了不少的研究成果,而对泵外特性与内部流场之间的关系研究的很少,处于起步阶段。 (2)神经网络法 人工神经网络(Artificial Neural Network) 是由大量处理单元广泛互连而成的网络,是对人脑的抽象、简化和模拟,反映了人脑的基本特性。 利用神经网络进行泵性能预测时,先要选取大量优秀的泵水力模型对网络进行训练。在对网络进行了训练之后,还要再用一部分优秀的水力模型对网络进行校验。若误差在控制范围之内则可用来进行性能预测,否则要继续训练网络。 (3) 水力损失法 水力损失法是目前预测泵性能最常用的方法,它是通过对各种水力损失的物理本质及其影响因素的分析,寻求各种损失与泵结构参数的关系,并对流动作一定的假设、简化,建立水力损失模型。对不同的损失用不同的计算公式,最后根据泵的基本方程求得性能曲线。因此水力损失的计算就成了水力损失法的关键所在。泵的水力损失主要是指叶轮和压水室内的水力损失,同时泵还有容积损失和机械损失。 叶轮内的水力损失主要有: 叶轮进口处液流冲击损失 叶轮流道内的水力摩擦损失和扩散损失 叶轮出口处水力损失。 蜗壳内的水力损失主要有: 螺旋段沿程摩擦阻力损失和冲击混合损失 扩散段摩擦阻力损失和扩散损失。 三、泵性能预测算例(水力损失法,双流道泵) (1)(2)(3)(4)(5)(6)3.2 无密封自控自吸泵一、应用场合 电子、电力、化工、冶金、医药、食品、电镀、环保 消防、市政、净水、国防军工、纺织印染、采掘选矿二、特点 (1)一次加水、终身自吸。采用电动空气控制阀破坏真空,及时断流。 (2)采用副叶轮密封、克服了填料密封、盘根密封、机械密封的“跑、冒、滴、漏”现象,是替代各种长轴液下泵、潜水泵等较理想的设备。 (3)副叶轮不摩擦、无磨损,使用寿命较一般密封长很多。 (4)由于副叶轮要消耗功率,因此泵效率要比采用其它形式密封低,但易于安装、维修方便
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