盐城市海洋水泵有限公司
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轴流泵、混流泵、立式轴流泵

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立式轴流泵的工作原理是什么?

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立式轴流泵
发布时间:2021.07.22
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叶轮上安装4~6个扭曲叶片,叶轮上部安装固定导向轮,上部有导向叶片;下面是进水喇叭管。叶轮旋转时,水通过导向叶片获得能量。这种泵被称为轴流泵,因为水流入叶轮,导向叶片流出。


立式轴流泵的工作原理不同于离心泵,它是通过倾斜的翼形叶片产生的推力来扬水的。根据翼理论,当翼形叶片对称,同时其对称轴与气流v的方向一致时[图1-2(a)],其力与气流方向相同,称为阻力。然而,当对称轴不在气流方向上形成一个角度α(称为冲角)时,当图1-2(b)或叶片形状不对称时[图1-2(c)],它所受的力一般不在气流方向上形成一个角度,可以分为两个角度。与气流方向一致的分力称为阻力D;垂直于气流方向的分力称为升力L。飞机飞行时,升力支撑飞机的重量,阻力阻碍飞行,需要通过螺旋桨产生的推力或喷射气体的反冲力来克服。因此,在设计翼形时,应尽量增加升力,降低阻力。


一方面,由于倾斜的叶片迫使流体改变方向,流体对叶片有一定的作用力;另一方面,当假设等速平流的流体接近叶片时,由于叶片上方的曲度大于下方,见图1-2¤(c),形成流线向上弯曲,导致叶片上方的流线间距缩小,下方的流线间距增大,由于两个流线之间的流量保持不变,则叶片上方的流速大于下方,据伯诺里方程式了解,机翼上方的压力小于下方,因此合力指向上方。显而易见,如果流体是水和静止的,而叶片以匀速运动,同样会产生向上的升力。


由于立式轴流泵设备的叶片是旋转的,所以水流在叶道中是相对运动的。进入叶轮的速度ω1和流出叶轮的速度ω2(相对流速)不仅数值不同,而且方向也不同,如图1-3(a)所示。我们将ω1和ω2向量的平均ω∞作为叶轮中水流的方向[图1-3(b)],因此根据上述机翼绕流理论,水流作用于叶片上的合力R在ω∞方向的分力为阻力D,垂直ω∞方向的分力为升力L,根据叶栅理论可以使用下表。


D=CxAρω2∞/2。

L=CyAρω2∞/2。

Cx、Cy-分别为阻力系数和升力系数,叶片一定时,主要与冲角有关;


a-叶片的平面投影面积;

α-水的密度。


按照作用力等于反作用的原理,轴流泵叶片给流经其上的水一个大小相等、方向相反的作用力R'[图1-3(c)],即R'=R,R'周向的分力R'u是使水在叶轮上绕轴旋转的力,而R'z是使水沿泵轴上升的推力。