制冷与低温技术原理课程设计PAGE \* MERGEFORMAT3LNG潜液泵设计目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc418690796 第一章 LNG潜液泵设计概述 PAGEREF _Toc418690796 \h 1 HYPERLINK \l _Toc418690797 1.1泵的结构和性能特点 PAGEREF _Toc418690797 \h 1 HYPERLINK \l _Toc418690798 1.2 泵的主要零部件 PAGEREF _Toc418690798 \h 1 HYPERLINK \l _Toc418690799 1.2.1 叶轮 PAGEREF _Toc418690799 \h 1 HYPERLINK \l _Toc418690800 1.2.2 吸水室 PAGEREF _Toc418690800 \h 2 HYPERLINK \l _Toc418690801 1.2.3 压出室 PAGEREF _Toc418690801 \h 2 HYPERLINK \l _Toc418690802 1.2.4 密封环 PAGEREF _Toc418690802 \h 3 HYPERLINK \l _Toc418690803 1.2.5 轴向力平衡机构 PAGEREF _Toc418690803 \h 3 HYPERLINK \l _Toc418690804 1.3 泵的水力设计方法 PAGEREF _Toc418690804 \h 3 HYPERLINK \l _Toc418690805 1.3.1 模拟设计法 PAGEREF _Toc418690805 \h 3 HYPERLINK \l _Toc418690806 1.3.2 变型设计法 PAGEREF _Toc418690806 \h 3 HYPERLINK \l _Toc418690807 1.3.3 速度系数设计法 PAGEREF _Toc418690807 \h 4 HYPERLINK \l _Toc418690808 1.4关键问题的解决 PAGEREF _Toc418690808 \h 4 HYPERLINK \l _Toc418690809 1.4.1气蚀问题的解决 PAGEREF _Toc418690809 \h 4 HYPERLINK \l _Toc418690810 1.4.2热应力问题的解决 PAGEREF _Toc418690810 \h 5 HYPERLINK \l _Toc418690811 第二章 LNG潜液泵的设计技术指标 PAGEREF _Toc418690811 \h 5 HYPERLINK \l _Toc418690812 第三章 LNG潜液泵的基本设计与计算 PAGEREF _Toc418690812 \h 5 HYPERLINK \l _Toc418690813 3.1泵的基本参数的确定 PAGEREF _Toc418690813 \h 5 HYPERLINK \l _Toc418690814 3.1.1泵进出口流道直径的确定 PAGEREF _Toc418690814 \h 6 HYPERLINK \l _Toc418690815 3.1.2泵的出口直径的确定 PAGEREF _Toc418690815 \h 6 HYPERLINK \l _Toc418690816 3.1.3泵转速的确定 PAGEREF _Toc418690816 \h 6 HYPERLINK \l _Toc418690817 3.1.4泵比转速ns的计算 PAGEREF _Toc418690817 \h 8 HYPERLINK \l _Toc418690818 3.1.5计算泵的效率6 PAGEREF _Toc418690818 \h 8 HYPERLINK \l _Toc418690819 3.2叶轮主要参数的选择和计算 PAGEREF _Toc418690819 \h 10 HYPERLINK \l _Toc418690820 3.2.1轴径和轮毂直径的计算 PAGEREF _Toc418690820 \h 10 HYPERLINK \l _Toc418690821 3.2.2确定叶轮进口速度vo PAGEREF _Toc418690821 \h 12 HYPERLINK \l _Toc418690822 3.2.3确定叶轮进口直径Dj PAGEREF _Toc418690822 \h 12 HYPERLINK \l _Toc418690823 3.2.4确定叶轮出口直径D2 PAGEREF _Toc418690823 \h 13 HYPERLINK \l _Toc418690824 3.2.5确定叶轮出口宽度b2 PAGEREF _Toc418690824 \h 14 HYPERLINK \l _Toc418690825 3.2.6确定叶片厚度 S PAGEREF _Toc418690825 \h 14 HYPERLINK \l _Toc418690826 3.2.7 确定叶轮出口圆周速度 PAGEREF _Toc418690826 \h 15 HYPERLINK \l _Toc418690827 3.2.8 确定叶轮叶片数 z PAGEREF _Toc418690827 \h 15 HYPERLINK \l _Toc418690828 3.2.9 确定叶片的出口安放角β2 PAGEREF _Toc418690828 \h 16 HYPERLINK \l _Toc418690829 3.2.10 确定叶片包角φ PAGEREF _Toc418690829 \h 16 HYPERLINK \l _Toc418690830 3.2.11 叶片绘型9 PAGEREF _Toc418690830 \h 16 HYPERLINK \l _Toc418690831 3.3 压水室的水力设计 PAGEREF _Toc418690831 \h 19 HYPERLINK \l _Toc418690832 3.3.1 压水室概述 PAGEREF _Toc418690832 \h 19 HYPERLINK \l _Toc418690833 3.3.2 压水室的设计 PAGEREF _Toc418690833 \h 20 HYPERLINK \l _Toc418690834 3.4吸水室的水力设计 PAGEREF _Toc418690834 \h 22 HYPERLINK \l _Toc418690835 3.4.1概述 PAGEREF _Toc418690835 \h 22 HYPERLINK \l _Toc418690836 3.4.2 吸水室的设计 PAGEREF _Toc418690836 \h 23 HYPERLINK \l _Toc418690837 第四章 泵的轴向力、径向力计算及平衡 PAGEREF _Toc418690837 \h 24 HYPERLINK \l _Toc418690838 4.1 轴向力的计算及平衡 PAGEREF _Toc418690838 \h 24 HYPERLINK \l _Toc418690839 4.1.1 轴向力的产生 PAGEREF _Toc418690839 \h 24 HYPERLINK \l _Toc418690840 4.1.2 轴向力的计算 PAGEREF _Toc418690840 \h 25 HYPERLINK \l _Toc418690841 4.1.3轴向力的平衡 PAGEREF _Toc418690841 \h 27 HYPERLINK \l _Toc418690842 4.2径向力的计算及平衡 PAGEREF _Toc418690842 \h 28 HYPERLINK \l _Toc418690843 4.2.1径向力的计算 PAGEREF _Toc418690843 \h 28 HYPERLINK \l _Toc418690844 4.2.2径向力的平衡 PAGEREF _Toc418690844 \h 29 HYPERLINK \l _Toc418690845 第五章 低温潜液泵电机的选择 PAGEREF _Toc418690845 \h 30 HYPERLINK \l _Toc418690846 5.1低温潜液泵电机的相关问题解决 PAGEREF _Toc418690846 \h 30 HYPERLINK \l _Toc418690847 5.2电机的选择 PAGEREF _Toc418690847 \h 31 HYPERLINK \l _Toc418690848 5.3电缆的选择 PAGEREF _Toc418690848 \h 32 HYPERLINK \l _Toc418690849 5.4电气连接处的密封 PAGEREF _Toc418690849 \h 32 HYPERLINK \l _Toc418690850 第六章 泵主要零部件的强度计算 PAGEREF _Toc418690850 \h 33 HYPERLINK \l _Toc418690851 6.1 叶轮强度计算 PAGEREF _Toc418690851 \h 33 HYPERLINK \l _Toc418690852 6.1.1 叶轮盖板 PAGEREF _Toc418690852 \h 33 HYPERLINK \l _Toc418690853 6.1.2 叶片厚度 PAGEREF _Toc418690853 \h 33 HYPERLINK \l _Toc418690854 6.2 轴承的选择 PAGEREF _Toc418690854 \h 34 HYPERLINK \l _Toc418690855 第七章 泵的各零部件材料的设计 PAGEREF _Toc418690855 \h 35 HYPERLINK \l _Toc418690856 7.1奥氏体不锈钢 PAGEREF _Toc418690856 \h 35 HYPERLINK \l _Toc418690857 7.2镍基硬质合金 PAGEREF _Toc418690857 \h 35 HYPERLINK \l _Toc418690858 7.3等离子堆焊技术 PAGEREF _Toc418690858 \h 36 HYPERLINK \l _Toc418690859 7.4深冷处理 PAGEREF _Toc418690859 \h 37 HYPERLINK \l _Toc418690860 7.5冲击试验 PAGEREF _Toc418690860 \h 37 HYPERLINK \l _Toc418690861 7.6拉伸试验 PAGEREF _Toc418690861 \h 38 HYPERLINK \l _Toc418690862 参考文献 PAGEREF _Toc418690862 \h 38第一章 LNG潜液泵设计概述1.1泵的结构和性能特点作为整个LNG加气站的动力装置，LNG低温泵其性能要求最主要是耐低温且绝热效果好，以及承受出口高压。其次是气密性和电气方面的安全性能要求比普通泵高很多。低温泵必须有足够的压力和流量范围，以适应不同级别的汽车LNG储存系统; 要尽可能减少运行时产生的热量，以防止引发LNG气化；不可出现两相流，否则会造成泵的损坏。LNG汽车加气站用潜液泵主要由泵、泵夹套和电机组成，其结构如图1所示。采用离心式结构体，转速高、重量轻，这种高速离心式LNG潜液泵采用屏蔽电机一体轴配装泵体、叶轮、导流器、诱导轮等部件，通过变频控制电机的转速。其结构设计为屏蔽电机和泵体全部浸没在低温液体中，达到零泄漏的方式。图1-1 LNG汽车加气站用潜液泵结构图1.2 泵的主要零部件1.2.1 叶轮 叶轮是将来自原动机的能量传递给液体的零。