葉輪結(jié)構(gòu)對(duì)離心泵氣蝕性能有哪些影響
離心泵葉輪結(jié)構(gòu)對(duì)泵的氣蝕性能有著重要的影響,合理的葉輪結(jié)構(gòu)可以改善泵的氣蝕性能。
1)葉片進(jìn)口厚度。葉片的排擠作用使得進(jìn)口處流體速度增加而產(chǎn)生壓力損失。選擇較小的葉片進(jìn)口厚度,可以減少葉片對(duì)液流的沖擊,增大葉片進(jìn)口處的過(guò)流面積,減少葉片的排擠,從而降低葉片進(jìn)口的絕對(duì)速度和相對(duì)速度,提高泵的抗氣蝕性能。
2)葉輪進(jìn)口流道表面粗糙度。離心泵的葉輪進(jìn)口流道的表面粗糙度可以分為二類(lèi):一類(lèi)是孤立粗糙突體(如明顯的突出流道表面的夾渣或明顯的機(jī)加工與非加工過(guò)渡棱等),另一類(lèi)是沿整個(gè)表面某一部份均勻分布的粗糙突體。
研究表明孤立粗糙突體會(huì)在液流中引起額外的沖擊和漩渦,因此沿整個(gè)表面均勻分布的粗糙突體與同樣高度的孤立粗糙突體比較,其氣蝕發(fā)生的危險(xiǎn)性要小得多。由此可見(jiàn),對(duì)粗糙流道的表面,尤其是存在孤立粗糙突體的表面,進(jìn)行必要的打磨是提高離心泵抗氣蝕性能的有效措施。
3)葉片進(jìn)口喉部面積。葉片進(jìn)口的喉部面積對(duì)離心泵氣蝕性能的影響非常之大。如果葉片入口喉部面積較小,即使葉片進(jìn)口處過(guò)流面積與葉輪進(jìn)口斷面面積之比設(shè)計(jì)的較為合理,但仍舊很可能無(wú)法達(dá)到理想的氣蝕性能。葉輪葉片進(jìn)口喉部面積過(guò)小,將導(dǎo)致葉片進(jìn)口液流的絕對(duì)速度增大,從而造成離心泵抗氣蝕性能下降。
3)葉片數(shù)。離心泵葉輪內(nèi)葉片的數(shù)量對(duì)于泵的揚(yáng)程、效率、氣蝕性能都有較大影響。固然,采用較少的葉輪葉片數(shù)量能減少的摩擦面,制造簡(jiǎn)單,但是它對(duì)流體的導(dǎo)向作用卻變差了;而采用較多的葉片數(shù)可以減少葉片負(fù)荷,改善初生氣蝕特性,但是葉片數(shù)過(guò)多會(huì)造成排擠程度的增加,并使相鄰葉片之間的寬度減小,從而容易形成汽泡群堵塞流道,致使機(jī)泵氣蝕性能變差。
因此,在選擇葉輪葉片數(shù)時(shí),一方面要盡量減少葉片的排擠與摩擦面,另一方面又要使葉道有足夠的長(zhǎng)度,以保證液流的穩(wěn)定性和葉片對(duì)液體的充分作用。目前,對(duì)于葉片數(shù)的取值并沒(méi)有一個(gè)確定的、公認(rèn)的規(guī)則。但大量的研究表明,針對(duì)具體的離心泵設(shè)計(jì),應(yīng)用CFD流場(chǎng)數(shù)值模擬的方法可以有效的確定葉輪葉片數(shù)的最佳范圍。