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1、速度分布:
葉輪通過(guò)旋轉(zhuǎn)將機(jī)械能傳遞給流體逊参,使流體獲得能量歧晕,逐漸增大泵內(nèi)流體的壓力和速度。流體在進(jìn)口處流動(dòng)比較均勻洪铣,進(jìn)口流速比較低捕导;葉輪內(nèi)各流道的流動(dòng)具有明顯的不對(duì)稱(chēng)性,各流道的出口靠近葉片處得速度都很大学和,但是各流道流速變化趨勢(shì)與理論分析一致孔选,即從葉輪進(jìn)口到葉輪出口流速逐漸增大。
蝸殼是將葉輪流出的高速流體匯集袋滔,使流體動(dòng)能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為勢(shì)能厨鸣,是一個(gè)速度減小,壓力增大的過(guò)程僻邀。蝸殼內(nèi)的流動(dòng)沿著流體流動(dòng)方向抒寂,流速逐漸降低。
圖10-3是葉輪相對(duì)速度矢量圖掠剑。圖10-3a屈芜、b、c是葉輪內(nèi)三個(gè)不同回轉(zhuǎn)面內(nèi)流體相對(duì)速度的矢量分布圖朴译,可以看到三個(gè)回轉(zhuǎn)面上各流道的相對(duì)速度分布均勻井佑,但接近蝸殼出口處得兩個(gè)流道中有渦流產(chǎn)生,而且方向與葉片旋轉(zhuǎn)方向相反眠寿。圖10-3d是葉輪x=0截面的相對(duì)速度矢量圖躬翁,其相應(yīng)位置也有渦流產(chǎn)生。由于是有限葉片盯拱,相對(duì)速度分布不均盒发,必然有軸向渦流,加之蝸殼內(nèi)的流體回流至這兩個(gè)流道狡逢,使得渦流更加明顯宁舰,產(chǎn)生了較大的流動(dòng)損失。
蝸殼的功能就是收集從葉輪出來(lái)的高速液體奢浑,將高速液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能捅我。蝸殼出口處得流體處于一個(gè)均勻的緩慢的擴(kuò)壓過(guò)程,流動(dòng)需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的一段區(qū)域才能趨于均勻鹤叹。圖10-4是蝸殼z=0截面的流速分布灿打,由圖可以看出:在螺旋線(xiàn)區(qū)域流速基本平穩(wěn);由于受到從葉輪出來(lái)的高速液體的影響父历,在每個(gè)葉片出口附近流速比較高杏兰,由于蝸殼的擴(kuò)壓作用,有趨于平穩(wěn)斩却;在蝸殼隔舌后的出口部分铸老,流速不斷降低。
2坛铭、蝸殼截面二次流分布:
圖10-5是蝸殼8個(gè)截面位置示意圖翰谋。圖10-6a、b秤歼、c签孤、d、e射桅、f份殿、g、h是蝸殼各截面的二次流分布嗽交,可以看到流體沖擊到蝸殼壁面后往兩側(cè)流動(dòng)卿嘲,從而產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的漩渦颂斜,截面7和8zui為明顯,由此可推斷出蝸殼的流體是沿兩對(duì)相反的螺旋線(xiàn)前進(jìn)的拾枣。
3沃疮、壓力分布
圖10-7是葉輪壓力分布圖。有圖10-7a梅肤、c司蔬、e靜壓分布圖可知,在葉輪內(nèi)靜壓沿半徑方向逐漸增大姨蝴,水泵的機(jī)械能成功地轉(zhuǎn)化為壓力能(勢(shì)能)俊啼。這一轉(zhuǎn)換,部分是由于離心力所增加的壓力能左医,另一部分是由于流道過(guò)流斷面增大導(dǎo)致流體相對(duì)速度下降所轉(zhuǎn)換的能量授帕。靜壓zui小值出現(xiàn)在葉輪的健康靠近葉片吸力面處,此處容易發(fā)生汽蝕男鳞。在蝸殼中靜壓隨蝸殼的半徑增大而增大词羹,在蝸殼出口蝸舌附近靜壓分布不均勻,隔舌處沖擊比較大笋据,此處將產(chǎn)生較大的能量損失膛灯。
總壓為靜壓與動(dòng)壓之和,反映的是流體在葉片作功時(shí)總機(jī)械能的轉(zhuǎn)化情況下碗。因此葉片流動(dòng)中要克服流動(dòng)阻力以輸送流體(這是水泵的基本要求之一)谚熙,葉片對(duì)流體點(diǎn)的作功不能全部轉(zhuǎn)化為壓力能。從圖10-7b僵棍、d摘形、f全壓圖中可以清楚地觀(guān)察到流動(dòng)非對(duì)稱(chēng)性的存在,總壓是沿徑向不斷增加的癞屹,接近于蝸殼出口處得流道壓力分布不均勻垒土,結(jié)合圖10-3能很好地說(shuō)明渦流損失的存在。
由圖10-7g嫁料、h可以清楚地看到右側(cè)葉輪進(jìn)口處有較大的低壓區(qū)妥迷,區(qū)域1對(duì)應(yīng)于圖10-3d中的相應(yīng)區(qū)域1,給出了渦流所處得位置锰瘸。
圖10-8a刽严、b是葉片壓力面壓力分布圖”苣可以看到舞萄,無(wú)論靜壓分布還是總壓分布,都是非常均勻的管削。圖10-8c倒脓、d是葉片吸力面壓力分布圖撑螺,可以觀(guān)察到葉片吸力面靜壓分布均勻,但是總壓分布不均勻崎弃,進(jìn)口有低壓區(qū)存在甘晤。
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