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管道泵水力损失的六种类型
编辑:合肥市飞虎机械配件铸造有限公司   发布时间:2018-10-12
管道泵水力损失的六种类型


管道泵水力损失的六种类型概述:冲击损失、二次流损失、尾流损失、射流-尾迹流动结构是影响叶轮水力效率的主要因素。因此在叶轮的叶片设计过程中,在满足设计性能的前提下,叶片几何形状的设计应使进口冲击损失最小

从流动的微观结构上来分析,又可以将水力损失分成多种类型:


管道泵水力损失的六种类型

1、沿程损失:存在于离心泵的整个流道中,以边界层中的损失为主。沿程损失主要与吸入室、叶轮、压出室等过流部件的表面粗糙度以及流道长度、流动速度等方面有关。

2、分离损失:主要发生在沿流动方向压力升高的情况下,液体质点所具有的动能无法克服压力的作用而停止前进,并在逆压梯度的作用下发生回流,将边界层内相继流来的液体挤向主流,从而使边界层脱离固体壁面形成边界层分离。边界层中发生分离现象时,会在分离区域形成旋涡,使能量损失明显增大。

3、冲击损失:当液体的前进方向上出现障碍物时,其运动方向被迫改变,产生严重的局部扩压区,引起过流表面流动的分离,形成冲击损失。所以,冲击损失也可以看成是一种边界层分离损失。

4、二次流损失:由于过流通道中速度和压力分布的不均勻,使液体质点受到一个指向压力梯度相反方向的力。在主流区中,此力与液体质点由于速度变化而产生的惯性力相平衡:边界层中的压力与主流区相同,但速度要小得多,所以不能与主流流动形成的压力梯度相平衡。这样将使得边界层内的液体质点向着压力梯度相反的方向流动,这个流动方向大致与主流运动的方向垂直,称为二次流。二次流是离心叶轮中的最常见的一种流动现象,二次流现象是一种动力学现象,它是由叶轮旋转产生的哥氏力和流线曲率(叶片的曲率和子午面上前后盖板型线曲率)产生的离心力作用的结果。流道内二次流表现为垂直于流线方向的各种涡系结构。

5、尾流损失:众所周知,南方水泵叶轮的流道是扩散的,其内部的逆向压力梯度将促进壁面边界层的发展。由于边界层的存在,叶轮内的液流在离心力,哥氏力的作用下将产生二次流,叶片压力面边界层内的低能量流体经叶轮盖板边界层流入叶片负压面边界层内,聚集在负压面附近形成尾流。尾流的形成与发展是由边界层的发展、二次流的发展、流动分离和分层效应等因素互相影响、互相促进而成。叶轮内的损失主要集中在尾流区。

6、"射流-尾迹"损失:许多研究工作者采用简化的方法研究离心叶轮内部流动状况:离心叶轮内的流动可以看成是近似无粘的射流区和旋转滞止的尾流区组成,而尾流与射流区之间存在过大的速度梯度区域,可形成一个射流-尾迹剪切层。尾迹区越宽,射流-尾迹之间的剪切层越薄,两者之间的速度梯度越大,则射流-尾迹流动结构越强,叶轮内的损失越大。

通过分析可知:冲击损失、二次流损失、尾流损失、射流-尾迹流动结构是影响叶轮水力效率的主要因素。因此在叶轮的叶片设计过程中,在满足设计性能的前提下,叶片几何形状的设计应使进口冲击损失最小,尾迹区尽可能小,射流-尾迹结构尽可能弱。


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