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离心泵叶轮中液体的流动情况

来源: 上海水泵厂 时间: 2012-09-30 6,266 views

离心泵是靠叶轮的旋转来抽送水的,那么,工作水流在旋转的叶轮中究竟是如何运动的呢?一个旋转的叶轮能够产生多大的扬程?对于这些运动规律,我们将借助于离心泵的基本方程式的推导和分析,逐一得到进一步的了解。

离心泵叶轮中水流速度

图2-17所示为离心泵闭式叶轮的平面及剖面。水流从吸水管沿着泵轴的方向以绝对速度C0自叶轮进口处流入,液体质点在进入叶轮后,就经历着一种复合圆周运动。因此,研究液体质点在叶轮中的流动时,存在着两个坐标系统:①旋转着的叶轮是动坐标系统;②固定不动的泵壳或泵座是静坐标系统。水流在叶槽中以速度W沿叶片而流动,这是液体质点对动坐标系统的运动,称为相对运动,其相对速度为W。在这同时,水流又有随叶轮一起作旋转运动的一个圆周速度u,此速度可看作叶轮这个动坐标系统对泵壳这个静坐标系统的运动速度,称为牵连速度。上述这两个速度的合成,即为液体质点对泵壳的绝对速度C。换句话说,对泵壳而言,水流将以绝对速度C在运动着。则水流在叶轮中的复合运动可用速度平行四边形来表示,如图2-17所示。图中速度C1与U1和C2与U2的夹角,称为а1和а2角,W1与负u1。和W2与负U2间的夹角,称为β1和β2角,在泵的设计中,β1又被称为叶片的进水角,β2被称为叶片的出水角。

离心泵叶片形状

当叶片出口是径向时,β2=90°,如图2-18(b)所示。当β1和β2均小于90°时,叶片与旋转方向呈后弯式叶片,如图2-18(a)所示。当2大于90°时,叶片与旋转方向呈前弯式叶片,如图2-18(c)所示。因此,β2角的大小反映了叶片的弯度,是构成叶片形状和叶轮性能的一个重要数据。实际工程中使用的离心泵叶轮,大部分是后弯式叶片。后弯式叶片的流道比较平缓,弯度小,叶槽内水力损失较小,有利于提高泵的效率。一般前弯式叶片,槽道短而弯度大,叶轮中水流的弯道损失大,水力效率低。一般离心泵中常用的β2值为20°~30°之间。

在以下的讨论中,我们均以后弯式叶片为对象来进行,并通常以速度三角形来代替速度平行四边形。图2-19所示为叶轮出口处的速度三角形。图中速度C2的切向分速用符号C2u表示,径向分速用符号C2r表示

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