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水环如何选择液环泵的设计参数

2019-12-24

液环泵基本理论分析

关于液环泵的基础理论研究,国内外的专家学者依据流体力学的相关理论,结合液环泵的性能特点,提出了各自的看法,并用于实际设计:

兰州理工大学刘建华等在对液环泵的各个参数详细分析后指出:在液环泵中,吸、排气口的形状,位置,叶片出口角β及圆周速度μ对液环泵性能有很大影响。而确定吸、排气窗口形状关键之一是要确定吸排气窗口外边界,而合理的吸排气窗口外边界设计必须符合液环的运动规律,即和液环的内边界相一致.并探讨液环的内边界、叶片出口角β和圆周速度μ的确定:

假定流体为理想流体.且在一个工作周期内稳定运动,流体稳定运动时作用于叶轮中液体上的气体压力恒定.由液体相对径向运动的流体连续性方程就可以确定液环内表面的形状.由于液体的连续性,液环内任意截面体的流更都等于叶轮内的液体流且,对于理想流体,液体不可压缩,所以叶轮内的气体流量一定等于叶轮外的液体流更:

通过以上分析可知,液环泵内的流动过程比一般叶片泵要复杂得多,其复杂性表现在以下几个方面:

(1)泵内液流具有一个自由表面,该表面的形状及其上速度与压力分布取决于液流与气流的相线作用,是未知的。但在进行液流和气流的流动分析时,表面的速度与压力与作为边界条件必须是已知的,显然这是很困难的课题:

(2)液环泵的叶间流道内液流运动是非定常的,在吸气区液流从内向外流,在压缩区和排气区则从外向内流.所以,如果要进行液环泵的流动分析,必须采用非定常的分析方法,这将使计算工作量大大增加:

(3)在一般叶片泵叶轮内,流场的结构是周期对称的,即任意叶间流道内的流动都是相同的,所以只要分析一个叶间流道就行了,而在液环泵中,每个叶间流道内的流动都是不同的,而且各流道内的流动通过叶轮外的液环相互影响,连成一个整体,故必须将整个流场作为一个整体进行分析,这又将大大增加计算量。

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