葉輪吸入口參數(shù)對(duì)離心泵氣蝕性能有哪些影響
葉輪吸入口參數(shù)即決定葉輪葉片進(jìn)口面積的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù),其包括:葉片進(jìn)口沖角、葉輪進(jìn)口直徑、葉片進(jìn)口流道寬度以及輪轂直徑。
1)葉片進(jìn)口沖角Δβ一般取正沖角(3°~10°)。由于采用正沖角,增大了葉片進(jìn)口角,從而能夠有效減小葉片的彎曲,增大葉片進(jìn)口過流面積,減小葉片的排擠。這些因素都將減小v0和ω0,提高泵的抗氣蝕性能。
并且離心泵的流量增加時(shí),進(jìn)口相對(duì)液流角增大,采用正沖角可以避免泵在大流量下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)負(fù)沖角,造成λ2急劇上升。大量研究表明增大葉片進(jìn)口角,保持正沖角,能提高泵的抗氣蝕性能,而且對(duì)效率影響不大。但沖角的選擇對(duì)離心泵的抗氣蝕性能則存在一個(gè)最優(yōu)值,并不是沖角越大越好,應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析、選擇。
2)葉輪進(jìn)口直徑。在流量恒定的情況下,葉輪進(jìn)口處液流的絕對(duì)速度和相對(duì)速度都是吸入管徑的函數(shù)。因此,對(duì)于提高離心泵的抗氣蝕特性,葉輪進(jìn)口直徑存在一個(gè)最佳值。當(dāng)葉輪進(jìn)口直徑小于此最佳值時(shí),隨著葉輪直徑的增大,進(jìn)口處的流速減小,離心泵氣蝕性能不斷提高。但當(dāng)葉輪直徑的取值超過最佳值之后,對(duì)于給定流量來(lái)說,隨著進(jìn)口直徑的增大,在葉輪進(jìn)口部分將形成停滯區(qū)和反向流,使離心泵氣蝕性能逐漸惡化。
3)葉片進(jìn)口流道寬度。在離心泵的工況不變的情況下,增大葉片進(jìn)口處流道的寬度會(huì)使液流絕對(duì)速度的軸面分速度減小,從而改善離心泵的氣蝕特性,并且對(duì)離心泵的水力效率和容積效率影響較小。
4)輪轂直徑。減小葉輪的輪轂直徑會(huì)增大葉輪流道的實(shí)際進(jìn)口面積,從而使離心泵的氣蝕性能得到改善。
5)葉輪前蓋板的曲率半徑。流體在流經(jīng)離心泵吸入口至葉輪進(jìn)口處時(shí),由于流道收縮,流體流速增加,從而產(chǎn)生一定的壓力損失。同時(shí),由于在此過程中流體流動(dòng)的方向由軸向變?yōu)閺较颍蜣D(zhuǎn)彎處流場(chǎng)不均勻也會(huì)產(chǎn)生一部分壓力損失。
可見葉輪前蓋板曲率半徑的大小直接影響著壓力損失的大小,進(jìn)而影響著離心泵的氣蝕特性。采用較大的曲率半徑可減弱前蓋處液流轉(zhuǎn)彎處流速的變化,使流速均勻平穩(wěn),改善離心泵氣蝕性能。