第二章 叶片式水泵(5-13节)
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第二章 叶片式泵的基本理论2.1 叶片液体流动的分析泵的流道可分成三部分:将液体引向工作轮(以下简称叶轮)的进水流道——吸水室;转换能量的叶轮,出水流道——压水室。
研究泵内液体流动规律,为的是找出液体的流动与流道的几何形状之间的关系,确定适宜的流道形状,以便获得符合要求的水力性能。
吸水室与压水室一般是固定不动的,因此容易研究和分析其中液体的运动规律。
而液体在叶轮的流动情况较为复杂,它在流过叶轮的同时又被叶轮强迫着一起转动,使得研究和分析比较困难,叶片式泵的基本理论也主要集中在叶轮流道中液体运动规律的研究和叶轮的水力设计上。
2.1.1 叶轮流道投影图及主要尺寸叶轮流道几何形状常用轴面投影图(图2-1a )和平面投影图(图2-1b )表示。
前者将叶轮流道用圆柱投影法投影在通过旋转轴线的平面上,后者是将流道投影于垂直轴线的平面上。
分析离心泵叶轮流道中液体流动规律时,我们暂且引用以下三点假设:1) 通过叶轮的液流,可看成是无数层流面的总和,每层流面的流动互不相干;2) 叶轮叶片数Z 为无穷多;图2-1 叶轮投影图a) 轴面投影 b) 平面投影D 1、D 2—叶轮的叶片进出口直径 b 1、b 2—叶轮的叶片进出口宽度 β1、β2—叶轮的叶片进出口安放角 D 0—叶轮进口直径 t-节距3) 液体在叶片间的流动呈轴对称;根据第一点假设,可将整个液流分离成单个流面来研究。
流面是液体质点运动迹线——流线绕叶轮轴心线回转一周所形成的,流线必在流面上(图2-2)。
根据第二点假设可以认为叶轮的叶片是一些无厚度的骨线(或称型线),液体质点相对运动轨迹与叶片骨线的形状完全一致,这样,绘出液体相对运动轨迹也就得到了叶片的骨线。
第三点假设说明同一半径的圆周上液体质点有相同大小的速度。
每一层流面上的流线形状完全相同,每层流面只须研究一条流线即可。
2.1.2 叶轮内液体的绝对运动、牵连运动、相对运动和速度三角形在研究叶片式回转机器流道中液体运动规律时常用速度分析法。