叶轮CAD软件的应用与介绍

1.输入设计参数

1）在图3-34中选择“离心泵”，并输入设计流量Q（双吸泵取设计流量的一半）、扬程H（单级扬程）、转速n，则比转数n_s自动改变。同时对泵的结构形式和介质特性作出正确的选择。

2）设计参数输入正确后，单击“下一步”按钮，显示“主要几何参数”对话框如图3-35所示。

图3-34 输入设计参数

图3-35 主要几何参数

2.主要几何参数

1）图3-35中主要参数均是程序根据一元设计理论计算得到，用户可以根据自己的经验或设计的特殊需要对各参数直接进行修改。

2）当修改泵效率η后，轴功率P会自动改变；当修改轴材料的许用切应力［T］后，最小轴径d会自动改变；当修改轮毂直径d_h或进口速度系数k_o后，叶轮进口直径D_j会自动改变。

3）对图3-35中所有参数确认后，单击“下一步”按钮，完成基本参数计算，程序进入轴面图设计部分。

3.设计轴面图

1）程序首先画出一个轴面图，并给出过水面积变化规律（图3-36右侧）和修改轴面图的对话框（图3-36左侧）。

2）在图3-36的界面中，用户可以根据自己的需要来修改轴面图。首先可以选择叶轮前盖板型线为2段圆弧还是1段圆弧。如果选择1段圆弧，前盖板第2段圆弧半径R₁₁的值是无效的，此时的前盖板圆弧半径仅有R₁（靠近进口的是R₁圆弧，靠近出口的是R_{1_1}圆弧）。其次可以修改后盖板倾角T₂、前盖板倾角T₁、后盖板圆弧半径R₂、前盖板圆弧半径R₁。最后通过控制系数K₁、K₂来修改R_{1_1}的值，K₁取10，K₂通常取0.1。对轴面图的每一次修改，在图3-36的CAD图中都会立即得到体现，这样便于用户观察自己的修改。在离心泵的水力设计中普遍都采用前盖板2段圆弧的轴面图。

对图3-36的对话框中所有参数确认后，单击“下一步”按钮，完成叶轮轴面图设计，进入叶片绘型程序。

图3-36 设计轴面图

4.叶片绘型

1）选择叶片的结构形式，如图3-37所示。这里有3种叶片形式可以选择，分别是扭曲叶片、圆柱叶片和螺旋离心泵叶片。选择结束后，单击“下一步”按钮。

2）选择分几条流线（含前、后盖板的流线条数），如图3-38所示，可分成3～5条流线，一般选择分3条流线，如果流道较宽可以考虑多分流线。选择完成后，单击“下一步”按钮。

3）确定进口边位置，如图3-39所示，程序自动在各条流线上分点，用从叶轮出口到进口的分点数来表示进口边的位置，可以是小数。（注：所有的参数都是按从前盖板到后盖板的顺序进行排列）。每次修改分点数后，进口边形状都会立即改变。对进口边位置满意后，单击“下一步”按钮。

图3-37 叶片类型对话框

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图3-38 分流线对话框

图3-39 确定进口边位置

4）分流线结束后就可以确定流线展开图，如图3-40所示。这里可以设计各流线进口冲角、包角及叶片进口边相对于0轴面的偏离角。叶片进口角等于进口冲角加上进口液流角。若进口边在同一轴面上，则前、后盖板的偏离角均为0°。若出口边在同一轴面上，各流线包角相等；若出口边不在同一轴面上，各流线包角不相等。各个参数确定后单击“下一步”按钮。

一般情况下这里都需要调整各条流线的进口冲角来保证流线的光滑连接；如果没有特殊的要求进口边和出口边都可以直接设计在一个轴面内。

图3-40 流线展开图

5）确定轴面截线间隔角度，通常为10°，如图3-41所示，单击“下一步”按钮。

6）叶片加厚。在如图3-42所示的对话框，输入前、后盖板流线进口、中间及出口的3个厚度后，单击“下一步”按钮，程序自动对叶片进行加厚。

7）选择叶轮转向。在叶轮转向对话框中，如图3-43所示，单击“是（Y）”按钮，叶轮为逆时针旋转；单击“否（N）”按钮，叶轮为顺时针旋转。

8）画等高线。第1条等高线和基准线以及等高线的间距可修改，如图3-44所示。等高线间距的设置对于三维造型有较大的影响。

图3-41 轴面间隔角度

图3-42 叶片加厚

图3-43 设置叶轮转向

9）设计完成后程序会进入绘图设置阶段，如图3-45所示。用户在这里可以设置绘图的比例以及数据显示的精度。同时为了方便以后的三维造型，程序在这里给出了木模图和轴面图上是否画出背面的选项。用户设置完成后程序就会给出完整的叶轮水力设计结果，图3-46给出了一个程序的运行结果图。如果有需要，程序还可以给出中间的设计过程。

图3-44 设置等高线间距

图3-45 绘图设置