蝸殼壓力室中的泵處于均勻狀態(tài),并且蝸殼的每個(gè)部分中的壓力是均勻的。多級離心泵、管道離心泵、排污泵、自吸泵等都屬于蝸殼泵系列。當(dāng)泵的流量小于最佳工作狀態(tài)的流量時(shí),蝸殼中液體的流速減慢,葉輪出口處液體的絕對速度可以從出口速度三角形。絕對速度大于最佳運(yùn)行條件也大于蝸殼中的絕對速度。速度,流出葉輪的液體不斷撞擊蝸殼中的液體,使蝸殼中的液體接收能量,蝸殼內(nèi)的液體壓力從舌片到擴(kuò)散器的入口增加,如圖2-42(a)
當(dāng)泵的流量大于最佳運(yùn)行條件流量時(shí),與上述相反,流出葉輪的液體的絕對速度小于最佳運(yùn)行條件下的絕對速度,并且也小于蝸殼中的液體流速,兩種液體在蝸殼中由于沖擊,蝸殼中的液體不斷通電,以增加流出葉輪的液體的速度,從而使液體中的液體流動(dòng)。如圖2 42(b)所示,蝸殼從舌片逐漸減小到擴(kuò)散器的入口。
由于蝸殼的端面中的壓力不相等,因此在葉輪上產(chǎn)生徑向力。
由于葉輪周圍的液體壓力分布不均勻,葉輪中液體的軸對稱流動(dòng)被破壞,壓力大的部分中的液體從葉輪流出,壓力小的部分從葉輪流出。沿葉輪圓周流出的液體量變化,作用在葉輪圓周上的液體反作用力也不同,這又產(chǎn)生徑向力。
作用在葉輪上的徑向力是上述兩個(gè)徑向力的矢量和。
在分段式多級離心泵中,當(dāng)泵的工作狀態(tài)達(dá)到最佳工作狀態(tài)時(shí),如果葉輪偏心,則徑向力作用在葉輪上,該力的大小由泵的工作狀態(tài)決定。它隨著偏心率的增加而增加。
圖2-42蝸殼中的徑向力分布當(dāng)流量很小時(shí),徑向力會(huì)以遠(yuǎn)低于泵速的頻率變化并旋轉(zhuǎn),從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子振動(dòng)。
2.蝸殼泵徑向力的計(jì)算
擠壓室是蝸殼泵,當(dāng)偏離設(shè)計(jì)條件時(shí),徑向力計(jì)算如下:
其中,K-徑向力系數(shù)可通過以下公式獲得:
當(dāng)泵在設(shè)計(jì)條件下運(yùn)行時(shí)。根據(jù)上述公式,徑向力系數(shù)等于零,徑向力系數(shù)在零流量時(shí)最大,即K = 0.36。系數(shù)K的大小也與泵的類型有關(guān)。在一些情況下,實(shí)際K值大于通過上式獲得的K值,并且K可以在零流量下達(dá)到06。
3,徑向力的危險(xiǎn)
徑向力與葉輪出口直徑和葉輪出口寬度成比例,并且其效果將隨著泵尺寸的增加而增加。
當(dāng)徑向力導(dǎo)致軸具有大的偏轉(zhuǎn)時(shí),將導(dǎo)致密封環(huán)和套筒的快速磨損。
同時(shí),對于旋轉(zhuǎn)軸,徑向力是交變載荷,并且大的徑向力導(dǎo)致軸由于疲勞而損壞。
因此,徑向力的平衡非常重要,特別是對于具有更大尺寸和更高升力的高能泵。。
4.單級蝸殼泵的徑向力平衡
單級蝸殼泵的徑向力平衡可通過雙蝸殼或葉片實(shí)現(xiàn),如圖2-43(a)和圖2-43(b)所示。
在雙蝸殼中,盡管每個(gè) - 蝸殼不消除徑向力,但兩個(gè)蝸殼相隔180°。對稱布置,作用在葉輪上的徑向力彼此平衡。
如果使用葉片,則徑向力可以平衡,但泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
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