常溫清水單級(jí)單吸臥式離心泵設(shè)計(jì)(含20張CAD圖紙)
常溫清水單級(jí)單吸臥式離心泵設(shè)計(jì)(含20張CAD圖紙),常溫,清水,單級(jí)單吸,臥式,離心泵,設(shè)計(jì),20,CAD,圖紙
開題報(bào)告
學(xué)院: 專業(yè):
學(xué)號(hào): 年級(jí):
學(xué) 生 姓 名
指 導(dǎo) 教 師
設(shè)計(jì)題目
常溫清水單級(jí)單吸臥式離心泵設(shè)計(jì)(ns=80.6)
與本課題有關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究情況:
泵是量大面廣的通用產(chǎn)品,其中的單級(jí)單吸離心泵(以下簡(jiǎn)稱離心泵)屬泵類中量大面廣、品種繁多的產(chǎn)品,也是明顯受世界金融危機(jī)影響較大的泵產(chǎn)品之一。
在改革開放之前,離心泵產(chǎn)品大多由沈陽(yáng)水泵研究所組織聯(lián)合設(shè)計(jì),對(duì)老產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)行升級(jí)換代。單級(jí)泵在20世紀(jì)50年代是K型泵(參考前蘇聯(lián)的產(chǎn)品),20世紀(jì)60年代為BA型(B型)泵,20世紀(jì)70年代為IS型泵。IS型泵,當(dāng)時(shí)盡量向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏,加之大力推廣,現(xiàn)已占據(jù)我國(guó)單級(jí)泵主導(dǎo)位置,至今已30年。這期間,一方面泵本身技術(shù)在進(jìn)步,另一方面國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門對(duì)泵不斷提出更多更高的要求?,F(xiàn)在看來,現(xiàn)有單級(jí)泵的性能與可靠性已難以滿足國(guó)家的需要,尤其是泵的效率與現(xiàn)代的高效節(jié)能產(chǎn)品相比存在著很大的差距。
國(guó)內(nèi)單級(jí)單吸離心泵性能參數(shù)范圍窄。 IS(IH)泵29個(gè)品種。流量12.5~400,揚(yáng)程20~400m。揚(yáng)程20~125m時(shí)的最大流量為200,流量400m3/h時(shí)的最大揚(yáng)程為50m。國(guó)外單級(jí)泵的參數(shù):XA泵最大流量為650,ISO泵最大流量為720,CZ泵最大流量為1700,ZA泵最大量為2390。有的單級(jí)泵揚(yáng)程超過200m。我國(guó)有些泵廠,為了滿足訂貨需要,已將流量在IS泵的基礎(chǔ)上擴(kuò)大到3 200,揚(yáng)程增加到200m。
目前單級(jí)單吸離心泵的主要缺陷:
1、效率和汽蝕指標(biāo)偏低 經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)分析,我國(guó)單級(jí)泵與世界先進(jìn)水平相比,效率低2%左右,汽蝕余量約高10%。實(shí)際上大約有1/4的產(chǎn)品還達(dá)不到規(guī)定指標(biāo)。
2、全部采用單渦殼結(jié)構(gòu)壓水室,泵運(yùn)行的穩(wěn)定性差 目前,國(guó)內(nèi)單級(jí)單吸離心泵全部采用單渦殼結(jié)構(gòu)壓水室,有損泵運(yùn)行的穩(wěn)定性。更多地采用雙渦殼結(jié)構(gòu)壓水室,已成為世界泵發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。采用雙渦殼結(jié)構(gòu),可以減小泵運(yùn)行中的徑向力,從而降低泵的振動(dòng)噪聲;另外雙渦殼結(jié)構(gòu)有助于擴(kuò)大泵的高效范圍。
3、葉輪進(jìn)口堵塞 IS(IH)泵中,有些泵的進(jìn)口面積過小,流速過高,導(dǎo)致葉輪進(jìn)口堵塞,不但影響汽蝕性能,而且使葉片間流道的擴(kuò)散度增大,使泵的效率下降,這也是泵在大流量時(shí),流量上不去的重要原因。
4、只有一條性能曲線 ,限制了泵的使用范圍。IS(IH)泵,在樣本等資料中只給出設(shè)計(jì)點(diǎn)和大、小流量三個(gè)點(diǎn)的性能參數(shù),一條過只有三點(diǎn)性能參數(shù)的曲線。國(guó)外泵均給出包括至少有兩次切割葉輪直徑的通用特性曲線(含等效曲線、汽蝕余量曲線和軸功率曲線),既擴(kuò)大了泵的使用范圍,又為選泵提供了方便條件。
5、整體結(jié)構(gòu)造型、零部件的結(jié)構(gòu)有待改進(jìn)
國(guó)內(nèi)外單級(jí)單吸離心泵的主要特點(diǎn):
1、運(yùn)行平穩(wěn):泵軸的絕對(duì)同心度及葉輪優(yōu)異的動(dòng)靜平衡,保證平穩(wěn)運(yùn)行,絕無振動(dòng)。
2、滴水不漏:不同材質(zhì)的硬質(zhì)合金密封,保證了不同介質(zhì)輸送均無泄漏。
3、噪音低:兩個(gè)低噪音的軸承支撐下的水泵,除電機(jī)微弱聲響,基本無噪音。
4、故障率低:結(jié)構(gòu)合理,關(guān)鍵部分采用一流品質(zhì)配套,整機(jī)無故障工作時(shí)間大大提高。
5、維修方便:更換密封、軸承、簡(jiǎn)易方便。
6、占地更?。号P式單級(jí)離心泵是水平吸入,垂直吐出,立式單級(jí)離心泵是出口可向左、向右兩個(gè)方向,便管道布置安裝,節(jié)省空間。
當(dāng)前,單級(jí)單吸離心泵的主要應(yīng)用場(chǎng)合:
1、IS臥式清水泵,供輸送清水及物理化學(xué)性質(zhì)類似于清水的其它液體之用,使用溫度t≤80℃。
2、IR臥式熱水泵廣泛適用于:冶金、化工、紡織、造紙以及賓館飯店等鍋爐熱水增壓循環(huán)輸送及城市采暖系統(tǒng),ir型使用溫度t≤120℃。
3、IH臥式化工泵,供輸送不含固體顆粒,具有腐蝕性、粘度類似于水的液體,使用溫度為-20℃~+120℃。
4、ISW臥式管道油泵,供輸送汽油、煤油、柴油等油類產(chǎn)品或易燃、易爆液體,被輸送介質(zhì)溫度為-20~ +120℃
本課題研究的主要內(nèi)容及方法:
目前基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)理論的一元設(shè)計(jì)理論已經(jīng)相當(dāng)成熟,當(dāng)前普遍采用的設(shè)計(jì)理論。依據(jù)已經(jīng)積累的水力模型能夠設(shè)計(jì)出一些水利性能比較優(yōu)秀的產(chǎn)品。但離心泵內(nèi)部流動(dòng)是一個(gè)全三維的復(fù)雜流動(dòng),采用一元設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)的理論模型并不能滿足要求,優(yōu)化設(shè)計(jì)因此隨之出現(xiàn)和發(fā)展,并成為離心泵設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵步驟。其與反問題設(shè)計(jì)技術(shù)相互配合,并且與CAD技術(shù)、CAM技術(shù)、人工智能技術(shù)等結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)高效水力模型的快速、智能化設(shè)計(jì)和制造。
依賴計(jì)算機(jī)、計(jì)算流體力學(xué)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展,人們?cè)谝辉O(shè)計(jì)方法的改進(jìn)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬等方面取得了先進(jìn)的成果,包括國(guó)外較為先進(jìn)的CAD/CFD交互設(shè)計(jì)技術(shù),是的離心泵的設(shè)計(jì)逐步從一元流設(shè)計(jì)向三元流設(shè)計(jì)方向發(fā)展。
國(guó)內(nèi)外預(yù)測(cè)泵性能的主要方法就是流場(chǎng)分析法、水力損失法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。水力損失法經(jīng)過幾十年的發(fā)展,現(xiàn)今已經(jīng)較成熟,但它的預(yù)測(cè)精度有待進(jìn)一步提高。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法目前的預(yù)測(cè)精度不是很高,而且其精度的提高在很大程度上依賴于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)科的發(fā)展。對(duì)于研究泵的工作者,最具發(fā)展?jié)摿Φ木褪橇鲌?chǎng)分析法。
世界上理論研究的重點(diǎn)仍然是泵內(nèi)部的全三維流動(dòng)計(jì)算、內(nèi)流測(cè)試、多相流和汽蝕等。并在此基礎(chǔ)上,提高性能預(yù)測(cè)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。以后的水力設(shè)計(jì)方法是多目標(biāo)、多約束的優(yōu)化設(shè)計(jì)法。不僅考慮水力設(shè)計(jì),還兼顧到可靠性、節(jié)能、制造技術(shù)、價(jià)值工程、產(chǎn)品的模塊化和個(gè)性化相結(jié)合等。結(jié)構(gòu)方面將采用更加可靠的密封技術(shù)和軸承新材料的研究也是今后泵行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與故障診斷系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展將使泵的工作更加可靠,并減少運(yùn)行維修費(fèi)用。
本課題依據(jù)關(guān)醒凡教授《現(xiàn)代泵設(shè)計(jì)手冊(cè)》里面所介紹的離心泵葉片、渦殼的設(shè)計(jì)方法,結(jié)合以往的設(shè)計(jì)資料及調(diào)研學(xué)習(xí)的結(jié)果,完成常溫清水單級(jí)單吸臥式離心泵的水利設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制葉輪和蝸殼的木模圖以及主要部件的結(jié)構(gòu)圖。并在完成課題的同時(shí)爭(zhēng)取有所創(chuàng)新,尋找改進(jìn)的方法。
傳統(tǒng)的水利設(shè)計(jì)方法主要有:相似換算法、速度系數(shù)法、面積比原理設(shè)計(jì)法、加大流量設(shè)計(jì)法、短葉片偏置法等。
下面介紹應(yīng)用比較廣泛的兩種方法:
1、相似換算法:相似換算法是建立在相似理論基礎(chǔ)上的一種方法,通過在一臺(tái)模型泵的基礎(chǔ)上對(duì)相似模型泵的尺寸進(jìn)行放大或縮小來得到所有設(shè)計(jì)的泵尺寸。對(duì)完全相似的泵來說,比轉(zhuǎn)速ns相等。在相似工況下,假設(shè)實(shí)型泵和模型泵的效率相等,已知一臺(tái)泵的幾何形狀和性能參數(shù),利用相似定律,按照比例放大或縮小為另一臺(tái)幾何相似的泵,并換算出相應(yīng)的性能曲線。這種設(shè)計(jì)要求要有一個(gè)水力模型庫(kù)。
2、速度系數(shù)法:速度系數(shù)法是以速度系數(shù)圖來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。實(shí)質(zhì)上,它仍然是基于相似理論基礎(chǔ)的一種相似換算法,它同樣要求要有較好的泵模型,設(shè)計(jì)時(shí)按ns選取速度系數(shù),并作為水力尺寸的依據(jù)。它們的各項(xiàng)系數(shù)都是在比轉(zhuǎn)速大于或等于30的情況下取得的,也就限制了它們用于較低比轉(zhuǎn)速和超低比轉(zhuǎn)速離心泵的設(shè)計(jì)。目前已有不少人對(duì)這種圖進(jìn)行了改進(jìn),并用此方法進(jìn)行泵的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。這也是本課題主要采用的方法。
本課題所需要解決的問題:
由于是常溫清水離心泵,所以對(duì)泵體以及其他零件的材料沒有特殊的要求。在密封方面,傳統(tǒng)的密封方式有填料密封和機(jī)械密封,填料密封雖然價(jià)格低,維修方便,但是可靠性較差,而機(jī)械密封密封效果較好,可靠性高,所以本課題選用機(jī)械密封。
另外,單級(jí)離心泵的設(shè)計(jì)主要問題之一是軸向力的平衡問題。通常平衡軸向力的方法有如下幾種。
1、葉輪上開平衡孔:其目的是使葉輪兩側(cè)的壓力相等,從而使軸向力平衡,在葉輪輪盤上靠近輪毅的地方對(duì)稱地鉆幾個(gè)小孔,并在泵殼與輪盤上設(shè)置密封環(huán),使葉輪兩側(cè)液體壓力差大大減小,起到減小軸向力的作用。這種方法簡(jiǎn)單、可靠,但有一部分液體回流葉輪吸人口,降低了泵的效率。本課題采用的就是本方法。
2、采用雙吸葉輪:它是利用葉輪本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),達(dá)到自身平衡,由于雙吸葉輪兩側(cè)對(duì)稱,所以理論上不會(huì)產(chǎn)生軸向力,但由于制造質(zhì)量及葉輪兩側(cè)液體流動(dòng)的差異,不可能使軸向力完全平衡。
3、葉輪上設(shè)徑向筋板:在葉輪輪盤外側(cè)設(shè)置徑向筋板以平衡軸向力,設(shè)立徑向筋板后,葉輪高壓側(cè)內(nèi)液體被徑向筋板帶動(dòng),以接近葉輪旋轉(zhuǎn)速度的速度旋轉(zhuǎn),在離心力的作用下,使此空腔內(nèi)液體壓力降低,從而使葉輪兩側(cè)軸向力達(dá)到平衡。其缺點(diǎn)就是有附加功率損耗。一般在小泵中采用4條徑向筋板,大泵采用6條徑向筋板。
4、設(shè)置止推軸承:在用以上方法不能完全消除軸向力時(shí),要采用裝止推軸承的方法來承受剩余軸向力。
5、對(duì)于多級(jí)泵常常采用平衡盤和平衡鼓的方法平衡軸向力。
預(yù)期結(jié)果及其意義:
通過前期的調(diào)研,資料的查詢,結(jié)合自身所學(xué)的知識(shí)和學(xué)校以及企業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo),完成本課題的相關(guān)內(nèi)容,使設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到參數(shù)要求和預(yù)期的結(jié)果。在完成本課題的過程中,掌握泵設(shè)計(jì)的過程、影響性能參數(shù)的因素,以及數(shù)據(jù)的選取與處理。熟悉標(biāo)準(zhǔn)的選擇以及標(biāo)準(zhǔn)件(軸承、鍵等)選擇和類型。熟練繪圖軟(UG、CAD)的應(yīng)用。為以后的工作學(xué)習(xí)打下好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]《我國(guó)單級(jí)單吸離心泵的現(xiàn)狀及發(fā)展方向》 關(guān)醒凡、商明華、張生昌
[2]《離心泵性能預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀及展望》 談明高、袁壽其、劉厚林
[3]《國(guó)內(nèi)離心泵的發(fā)展》 李必祥
[4]《低比轉(zhuǎn)速離心泵研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)》 張佩芳、袁壽其、黃良勇
完成課題的各階段工作具體安排
起止日期
本階段的工作安排
3.07--3.20
外文翻譯
3.21--4.10
水利設(shè)計(jì)
4.11--4。28
總裝圖繪制
4.29--5.27
零件圖繪制
5.28--6.05
設(shè)計(jì)計(jì)算說明書撰寫
6.06--6.08
答辯前準(zhǔn)備
6.09--6.10
答辯
指導(dǎo)教師意見:
? 開題報(bào)告符合要求,同意開題。
?
?
?
?
簽名:
年 月 日
系審批意見:
?
?
?
簽名:
年 月 日
6
收藏
編號(hào):48918268
類型:共享資源
大小:3.61MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2022-01-15
45
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
常溫
清水
單級(jí)單吸
臥式
離心泵
設(shè)計(jì)
20
CAD
圖紙
- 資源描述:
-
常溫清水單級(jí)單吸臥式離心泵設(shè)計(jì)(含20張CAD圖紙),常溫,清水,單級(jí)單吸,臥式,離心泵,設(shè)計(jì),20,CAD,圖紙
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。