長江大學畢業(yè)設計開題報告

1、長江大學畢業(yè)設計開題報告題目名稱離心泵設計及基于solidworks三維設計院（系）機械工程學院專業(yè)班級裝備11001學生姓名胡強指導教師門朝威輔導教師門朝威開題報告日期離心泵設計及基于solidworks三維設計學生：胡強機械工程學院指導老師：門朝威機械工程學院、題目來源：生產(chǎn)實際二、研究目的和意義：泵是一種通用的工業(yè)機械，特別是離心泵，可以說在是在工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一部分，而在工業(yè)生產(chǎn)中，研究泵往往是為了更加高效的液體介質(zhì)輸送水力和結構，能適合更多（甚至是苛刻）的工況條件，泵的生命周期成本更低，環(huán)三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱1 關醒凡.現(xiàn)代泵技術手冊M.北京：宇航出版社，19952

2、濮良貴，紀名剛.機械設計M.西安：高等教育出版社，20063 柴立平.泵選用手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，20094 侯作富，胡述龍，張新紅.材料力學M.武漢：武漢理工大學出版社，20125 張鋒，古樂.機械設計課程設計手冊M.北京：高等教育出版社，20026 李世煌，吳桐林.水泵設計教程M.北京：機械工業(yè)出版社，19877 于慧力，馮新敏.軸系零部件設計與實用數(shù)據(jù)查詢M.北京.機械工業(yè)出版社，20108 王朝暉.泵與風機M.北京.中國石化出版社，20079 錢錫俊，陳弘.泵與壓縮機M.山東.石油大學出版社，199410 李云，姜培正.過程流體機械M.北京.化學工業(yè)出版社，200811 汪云英

3、，張湘亞.泵與壓縮機M.北京：石油工業(yè)出版社,198512 袁恩熙.工程流體力學M.北京：石油工業(yè)出版社，201213 查森.葉片泵原理及水力設計M.北京：機械工業(yè)出版社,198714 Mario?centrifugalpumpefficiencybyimpellertrimming.D.Desalination249(2009)654-659四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向:(1) 我國泵產(chǎn)品圖樣的來源可聯(lián)合設計、引進、自行開發(fā)等幾種(2) 關鍵泵產(chǎn)品從部分進口到現(xiàn)在基本全部國化由于引進產(chǎn)品和KSG著名企業(yè)的進入，我國泵的生產(chǎn)能力顯著提高。國民經(jīng)濟部門的主要關鍵用泵基本上都可以生產(chǎn)。

4、(3) 以CAD為主的新技術廣泛應用(4) 無堵塞泵和低比轉速泵技術取得進展1) 我國自行總結出的無堵塞泵設計方法，基本達到實用程度，國內(nèi)廣泛使用設計方法主要包括沿流道中線斷面變化規(guī)律設計雙流道葉輪方格網(wǎng)保角變換方法設計螺旋離心式葉輪;根據(jù)葉輪外徑、蝸室最大外徑和喉部面積二要素設計旋流式葉輪。2) 低比轉速泵理論和設計的研究廣泛而深入無過載設計方法得到推廣應用，采用長短葉片和短葉片偏置取得良好效果。(5) 軸流泵模型達到國外同類模型的先進水平2004年9月25日至2005年1月16日，全國27個模型，參加了水利部南水北調(diào)工程水泵模型天津同臺測試。本次試驗領導有力、組織嚴密、監(jiān)督公正、數(shù)據(jù)準確。

5、模型比轉速5007500基本復蓋了軸流泵的使用范圍;和原模型相比，效率提高約2%流量提高約5%有7個模型的角度平均效率超過85%已達到國外同類模型的先進水平。國家南水北調(diào)等重要工程的低揚程水泵，大部分將從這此模型中選用。目前泵的主要用途分為以下幾個方面：電站用泵，化工用泵，石油天然氣用泵，污水處理用泵，采礦和渣漿輸送用泵國內(nèi)已生產(chǎn)的離心泵的最大流量大于20000m3/h，最高揚程2800m最高輸送溫度400C，最大驅動功率10000kW,最高吸入壓力達。離心泵是量大面廣的產(chǎn)品，進入市場經(jīng)濟后，國內(nèi)幾個大泵廠家都在積極開發(fā)自己的泵系列，盡量去滿足市場的需要。而在國外，離心泵甚至是整個泵產(chǎn)業(yè)，在總

6、的技術層面上都在向著一下5個方面發(fā)展(1)泵的設計多樣化，(2)無密封泵(包括磁力傳動泵和屏蔽泵)進一步推廣和發(fā)展，(3)CAD/CAMfe術的發(fā)展和推廣，(4)生產(chǎn)朝多品種，小批量的方向發(fā)展，（5）模塊化（即積木式的）泵的發(fā)展趨勢。在制造技術和材料技術還有密封技術上：在80年代中期過后，國外泵業(yè)的主要采用數(shù)控機床和加工中心并且過度到采用柔性制造單元（FMC和柔性制造系統(tǒng)（FMS）,世界上最大的泵制造企業(yè)日本荏原公司為例，該公司在制造方面除了采用的計算機輔助設計和計算機輔助知道系統(tǒng)外還采用了其自身開發(fā)的計算機集成制造系統(tǒng)用來提高生產(chǎn)效率。在材料技術方面，隨著新材料的開發(fā)和應用，越來越多的新材料

7、被運用到泵的設計和制造上來，不管是鑄鐵還是鈦合金，不管是橡膠還是陶瓷，其最終目的就是提高泵的效率或者是延長其使用壽命，或者是使其更加環(huán)保。機械密封和填料密封是現(xiàn)在運用的最廣泛的密封技術。在石油天然氣的儲存和運輸工程中，廣泛地使用各種管輸流體機械，用來增加流體的能量，克服流動阻力，達到沿管路輸送的目的。離心泵是一種應用范圍十分廣泛的通用水力機械，它廣泛的應用于給水排水及農(nóng)業(yè)工程、工業(yè)工程、航空航天和航海工程、能源工程、車輛工程等等。而且隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展其應用范圍正在迅速的擴大。隨著應用范圍的擴大，工作環(huán)境也越來越復雜，現(xiàn)代工程技術對泵的性能要求越來越高，傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗和模型試驗相結合的

8、設計方法很難達到這樣的設計要求。傳統(tǒng)設計方法的一般過程為:設計一樣機性能試驗檢測一制造，這樣樣品試制和性能檢測要經(jīng)過多次，整個設計也要經(jīng)過多次重復，顯然，傳統(tǒng)設計方法的缺點是設計周期長，設計成本高。產(chǎn)品的開發(fā)周期長和設計成本高成為離心泵新品開發(fā)難以逾越的瓶頸。因此，需要探索新的離心泵設計方法。在傳統(tǒng)的泵的研制過程中，一個成功的水力設計模型往往要經(jīng)過多次反復性能試驗模型修改才能完成，隨著計算流體動力學在其它行業(yè)的成功運用，現(xiàn)在完全有可能采用計算流體動力學（CFD）仿真分析方法來代替性能實驗，在計算機上完成初步三維造型設計之后，就可進行流場的校核并預測泵性能，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和降低成本。此外，

9、據(jù)全國流體機械及工程國際學術會議上報告:泵是一種應用廣泛、耗能大的通用流體機械，我國每年各種泵的耗電量大約占全國總耗電量的20%,耗油量大約占全國總耗油量的50%。離心泵是各種泵中使用范圍最廣泛的，而一般的離心泵的整機效率只有50%一60%，我國離心泵的運行效率平均比國外低10%-30%，節(jié)電潛力約為300-400億千瓦時，因此提高泵的性能和效率，將心水泵效率由三部分組成:機械效率、容積效率和水力效率，主要是水力效率比較低，要想提高水力效率，那么離心泵內(nèi)部流動的精確計算和性能預測是十分重要的。因此急需開展這方面的研究工作。充分利用飛速發(fā)展的CFD技術來預測離心泵的性能，查明影響離心泵性能的因素

10、，研究一種新的離心泵設計方法，進一步提高泵的效率，從而從整體上提高它的性價比。五、主要研究的內(nèi)容、需重點研究的關鍵問題及解決思路（一）主要研究的內(nèi)容1 、離心泵的相關計算；2 、相關零件的強度計算和校核；3 、離心泵上標準件的選型；4 、設備材料的選擇和設備零部件的設計選用；5 、泵設備的結構、制造安裝過程、泄壓裝置的工作流程；6 、離心泵的裝配圖、零件圖及三維爆炸圖；7 、壓力分布及徑向力的計算（二）重點研究的關鍵問題1、葉輪的水力計算2、離心泵葉輪尺寸的確定；3 、葉輪形狀的選擇；4 、泵外殼的制造工藝和材料的選擇5 、主軸的強度校核6 、標準件的合理選用（三）解決思路1. 查閱參考相關資

11、料，根據(jù)提供的數(shù)據(jù)，進行相關計算；2. 查閱關于離心泵設計的文獻，根據(jù)題目條件，設計泵的相關結構；3. 依據(jù)參數(shù)選擇設備材料；4. 查看相關資料，熟悉泵的的結構、安裝工藝和流程等；5. 依據(jù)所給的操作條件，進行相關強度計算與校核；6. 畫裝配圖；7. 畫出零件圖；六、完成畢業(yè)設計所必須具備的工作條件（如工具書、計算機輔助設計、某類市場調(diào)研、實驗設備和實驗環(huán)境條件等）及解決的辦法（一）所需條件1. 大量與設計相關的參考文獻；2. 與設計相關的工具書；3. 熟練的計算機操作能力；4. 裝有Office、AutoCAD、Solidworks的計算機（二）解決辦法1. 相關參考文獻到圖書館或者電子圖書館查閱；2. 工具書到互聯(lián)網(wǎng)上下載或者到圖書館借閱；3. 與同學交流學習，多向指導老師請教。七、工作的主要段階、進度與時間安排第58周：通過查找資料，明確課題意義，了解本課題的研究內(nèi)容和研究方法，并撰寫開題報告。1、查閱并學習相關資料，進一步了解課題；2、確定研究問題的方法和手段、