绘制叶轮轴⾯投影图
轴⾯投影图
由于叶轮是绕定轴旋转的,故⽤圆柱坐标系描述叶轮及叶⽚的形状⽐较⽅便。为了与圆柱坐标系相适应,⼯程上⽤“轴⾯投影图”和“平⾯投影图”来确定叶⽚的形状。平⾯投影图的作法与⼀般机械图的作法相同,是将叶⽚投影到与转轴垂直的平⾯上⽽得。
所谓轴⾯(也称⼦午⾯),是指通过叶轮轴线的平⾯。轴⾯投影图的作法:将每⼀点绕轴线旋转到同⼀轴⾯⽽成。
轴⾯投影图
叶轮各部的尺⼨确定之后,可画出叶轮轴⾯投影图。
画图时,最好选择⽐转数相近,性能良好的叶轮图作为参考,考虑设计泵的具体情况加以改进。轴⾯投影图的形状,⼗分关键,应经过反复修改、⼒求光滑通畅。同时应考虑到:
(1) 出⼝前后盖板保持⼀段平⾏或对称变化;
(2) 流道弯曲不应过急,在轴向结构允许的条件下,以采⽤较⼤的曲率半径为宜。本例的轴⾯投影图如下:
轴⾯液流过⽔断⾯⾯积变化检查
画好轴⾯投影图之后,应检查流道各处的过⽔断⾯变化情况。通常均匀地在流道上取5~10个过⽔断⾯,便可作出过⽔断
⾯⾯积沿流道中线的变化曲线 。
以下就是计算过⽔断⾯⾯积变化的动画演⽰:
按照动画所⽰的⽅法依次计算各个过⽔断⾯⾯积,然后拟合出其沿流道中线变化的曲线,本例的过⽔断⾯⾯积变化曲线如下:
要求该曲线有平滑的变化规律,否则必须修改轴⾯投影图,直到符合为⽌。 分流线
流线知识
所谓分流线就是将过⽔断⾯分成⼏个相等的⼩过⽔断⾯。 对于低⽐转数和中⽐转数叶轮,⼀般只要作三条流线,即中间流线和前后盖板处的流线;对于⾼⽐转数叶轮则可作五条流线,即除两盖板处两条以外,再作三条流线。
⾸先我们要先分清中间流线和流道中线的区别,两者是不同的。流道中线为内切圆圆⼼的连线,是流道的⼏何中线;⽽任意三条相邻流线所组成的两流道中的流量相等,由于整个流道各处的流速是不均匀的,所以中间流线和流道中线是不重合的。如右图所⽰,蓝⾊实线为中间流线,绿⾊虚线为流道中线。中间流线的具体绘制⽅法是:
在轴⾯液流过流断⾯形成线上取⼀点,⽽后计算此点两边的⾯积,⾯积相等则此点即中间流线上的—点;
如⾯积不相等,则将此点向⾯积⼤的⼀⾯移动,再检查两边⾯积是否相等,进⾏修改,直到两⾯积相等为⽌,即得到流线所经过的点。
以下是中间流线绘制的简单演⽰:
确定进⼝边位置
叶⽚进⼝边通常是倾斜的,可能不在同⼀过⽔断⾯上。进⼝边⼀般不希望放在流道的急剧拐弯处,同时与三条流线的夹⾓有如下要求:与上流线夹⾓为90度,与中间流线的夹⾓⼤于60度,与下流线的夹⾓⼤于70度。进⼝边与前后盖板交点连线与叶轮轴⼼线的夹⾓⼤约在30度⾄45度 ,且有
与⽐转速成反⽐,表⽰叶⽚进⼝直径,表⽰叶轮进⼝直径。
分流线是⼀个⾮常繁琐的⼯作,现在⼀般都采⽤江苏⼤学开发的泵计算机辅助软件PCAD2006。