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轴流泵、风机损失的分类

2016年01月08日 09:58   返回
  黏性流体流过叶栅时,会产生叶型损失、环面损失、二次流损失及径向间隙损失。
  1.叶型损失
  流体流过叶型时,在叶型表面会产生摩擦损失,叶型尾部会产生尾迹涡流损失。同时,轴流泵与风机的叶轮受到轴向力作用,轴向力方向指向泵与风机的入口,流体绕流叶型还会产生压差阻力。
  这些阻力损失与叶型的相对厚度有关,叶型相对厚度增加时,这些阻力损失也相应上升。在冲角附近一定范围内,叶型损失较小。当冲角增加时,叶型上边界层厚度急剧增加,造成边界层分离,损失增加。
  总之,叶型损失的大小与翼型的形状、翼型表面粗糙度、安装角、叶栅稠度及冲角等因素有关。
  2.环面损失
  在叶片两端的圆环通道表面上,流体摩擦和涡流引起的损失,称为环面损失。环面损失的大小与叶片高度和叶栅节距有关。
  3.二次流损失
  流体流过叶栅流道时,在叶片的凹面(工作面)上与凸面(非工作面)上存在压力差,而且叶片凹面的压力要大于叶片凸面的压力。叶片凹面与凸面的压力差与叶片的负荷(升力系数)的大小有关。在流道的中间部分(沿叶高方向),这个压力差恰与由于流体折射所产生的惯性力相平衡。可是在叶片的根部与顶部的端面,因为有边界层存在,靠近壁面的流体压力与主流的压力相同,而速度趋于零。因而流体折转所产生的惯性力几乎消失。此时,在端部区域存在的横向压力梯度使流体从凹面流向凸面,形成二次流。形成的二次流被主流带走,在叶片后面逐渐变成热能损耗掉。
  4.径向间隙损失
  转动的叶轮与叶轮外壳之间存在一定的径向间隙。径向间隙的值对轴流泵与风机的性能有所影响。
  叶轮旋转时,因为叶片工作面上的流体压力大于非工作面上的压力,所以其中有部分流体通过径向间隙流回到叶片的低压区(非工作面),并随之产生旋涡,形成诱导损失,这与有限长孤立翼型情况类似。诱导损失的涡流将随主流一起流出叶栅,形成复杂的三元流动。
  同时,叶栅出口流体的压力高于叶栅进口流体的压力,于是出口处高压流体,通过径向间隙流回叶栅的进口,逆着主流的流动方向,产生冲击,增加了流动的阻力。
  径向间隙所产生的损失降低了泵与风机的扬程与全压,降低了泵与风机的效率。

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