2.2.1离心泵的工作原理
离心泵的主要构件-叶轮以及蜗壳
叶轮是离心泵直接对液体作功的部件,其上有若干后弯叶片,通常是4～8片。由电机驱动作高速旋转运动(1000～3000r/min),迫使叶片间的液体作类似等角速度的旋转运动。
液体在叶片间的运动
由图2-5可以导出液体质点的切向速度u,相对于速度ω以及绝对速度c之间的关系为
(2-5)
(2-6)
如不计叶片的厚度,离心泵的流量qv可表示为
(2-7)
(2-8)
式中
在统一流量下,因外缘处叶片间的流道较内缘处为宽,其相对于速度ω2将低于内缘ω1。
等角速度旋状运动的考察方法
1 以静止坐标为参考系;
2 以与流体一起作等角速度运动的旋转坐标为参照系。
离心力场中的机械能守恒
设有一离心泵叶轮如图2-6所示,此叶轮具有无限多叶片并绕轴以角速度ω旋转.当离心泵没事了工作时,流体在作等角速度旋转运动的同时,还将沿叶片通道由内缘流向外缘。若以旋转坐标为参照系,并假定:
1.液体是理想流体,无摩擦阻力损失;
2.流动是定态的。
则流体质点在叶片通道内的相对于运动速度ω应餍足
(2-9)
----为方便阐发,假设叶轮水平放置,并取旋转中心为坐标原点,Z轴向上。在叶轮内半径为r处取单位质量流体,作用在此单位质量流体上的体积力为:
重力
惯性离心力
此离心力在x以及y方向的投影是
;
将X、Y、Z但入式(2-9)中,并积分得
此式表明,理想流体在无限多叶片构成的叶片通道内作定态流动时,其总机械能守恒。这样可对叶轮进、出口截面列出机械能守恒式:
(2-10)
或
(2-11)
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