第八章 叶片式泵与风机的理论 第一节 离心式泵与风机的叶轮理论 离心式泵与风机是由原动机拖动叶轮旋转,叶轮上的叶片就对流体做功,从而使流体 获得压能及动能。因此,叶轮是实现机械能转换为流体能量的主要部件。 一、离心式泵与风机的工作原理 泵与风机的工作过程可以用图 2—l 来说明。先在叶轮内充满流体,并在叶轮不同方向 上取 A、B、C、D 几块流体,当叶轮旋转时,各块流体也被叶轮带动一起旋转起来。这时 每块流体必然受到离心力的作用,从而使流体的压能提高,这时流体从叶轮中心被甩向叶轮 外缘, ,于是叶轮中心 O 处就形成真空。界流体在大气压力作用下,源源不断地沿着吸人管 向 O 处补充,而已从叶轮获得能量的流体则流人蜗壳内,并将一部分动能转变为压能,然 后沿压出管道排出。由于叶轮连续转动,就形成了泵与风机的连续工作过程。 流体在封闭的叶轮中所获得的能(静压能): 上式指出:流体在封闭的叶轮内作旋转运动时,叶轮 进出口的压力差与叶轮转动角速度的平方成正比关系变 化;与进出口直径有关,内径越小,外径越大则压力差 越大,但进出口直径均受一定条件的限制;且与密度成 正比关系变化,密度大的流体压力差也越大。 二、流体在叶轮内的运动及速度三角形 为讨论叶轮与流体相互作用的能量转换关系,首先 越大,但进出口直径均受一定条件的限制;且与密度成 正比关系变化,密度大的流体压力差也越大。 二、流体在叶轮内的运动及速度三角形 为讨论叶轮与流体相互作用的能量转换关系,首先 要了解流体在叶轮内的运动,由于流体在叶轮内的运动比较复杂,为此作如下假设:①叶轮 中叶片数为无限多且无限薄,即流体质点严格地沿叶片型线流动,也就是流体质点的运动轨 迹与叶片的外形曲线相重合;②为理想流体,即无粘性的流体,暂不考虑由粘性产生的能量 损失;③流体作定常流动。 流体在叶轮中除作旋转运动外,同时还从叶轮进口向出口流动,因此流体在叶轮中的运 动为复合运动。 当叶轮带动流体作旋转运动时,流体具有圆周运动(牵连运动),如图 2—3(a)所示。其运 动速度称为圆周速度,用符号u 表示,其方向与圆周切线方向一致,大小与所在半径及转速 有关。流体沿叶轮流道的运动,称相对运动,如图 2—3(b)所示,其运动速度称相对速度, 符号w 表示,其方向为叶片的切线方向、大小与流量及流道形状有关。流体相对静止机壳 的运动,称绝对运动,如图 2—3(c)所示,其运动...