离心泵的径向力分析
如右图,设计涡室时,一般使叶轮出口流速在额定Q时恰好与叶轮出口C2相等,叶轮不会产生径向力。 在小于额定Q下工作时,叶轮的出口C2’增大,方向也变了,有撞击发生,流速下降,将一部分动能转化为压力能。涡室中的液体从泵舌至扩压管人口,压力就会逐渐增高,从而在叶轮上产生一个径向液压合力R,力R的方向在圆心角90° 处。 在大Q下工作时,蜗室中流速变大。C2”小于涡室中流速。撞击结果是涡室中液体付出能量,涡室P从泵舌处到扩压管人口不断下降,径向液压合力R作用在与前者相差180° 处。此外,涡室压力分布不均使叶轮各处流出量不等。P大处,流出液体较少,P小处,流出液体较多。在叶轮圆周上的动反力分布规律与液体P相反。涡室压力小处动反力大。动反力合力T的方向从合力R的方向逆转了90 ° 。在叶轮上的径向力是上述两种力的合力。 径向力特点:
1. Q偏离额定值越远,H越高或泵尺寸越大,其越大。
2.是交变负荷。使轴疲劳破坏和产生挠度;使间隙较小的部件发生擦碰。
泵常在非额定Q下工作,在设计时,对H和尺寸大的泵,需采用特殊的平衡措施。 对于导轮式多级泵,导叶沿圆周均匀分布,理论上径向力平衡。实际上转轴存在一定偏心,会有一些径向力产生。不过偏心产生的径向力一般不大。若偏心距达到叶轮直径的1%,径向力会增加到与蜗壳式离心泵相近的程度。
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