离心泵轴向力产生的原因 10
(1)水泵叶轮前后液体压力不平衡。当水泵工作起来时,叶轮带动液体转动,在这个过程中,液体经过转动机械的叶轮前后,作用在叶轮吸入口与作用在叶轮背面的液体面积不相等。
同时转动机械的叶轮吸入口部位是低压,背部是高压,这样由于叶轮前后的气压不同,会在叶轮的前轮盖和后轮盘之间形成压差,作用于前盖板与后盖板上的液体压力不能互相平衡,产生一个轴向的力。
(2)液体动量的轴向分量发生改变。通过液体从叶轮吸入口处流入,从叶轮出口处流出这个过程,在液体轴向力方向上的动量分量会发生变化,原因是作用在叶轮前后的液体,其速度的大小不仅发生改变,速度的方向也有很大变化。
(3)不同的泵体,轴向力的产生原因也不同。立式泵内部转子的本身重量,在水泵运行过程中也会成为轴向力的一部分;卧式泵内部的转子重力则不会对水泵产生轴向力。
扩展资料
离心泵在化工生产中应用最为广泛,这是由于其具有性能使用范围广(包括流量、压头及对介质性质的失迎性)、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、寿命长、购置费和操作费均较低等突出优点。
离心泵利用叶轮高速转动所产生的离心力来抽取液体或其他物料的,应用量大、面广,除了工业应用外,离心泵还广泛的应用于农业灌溉、市政供水、电站循环供水、城市污染处理等。
基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗牛形泵壳。具有若干个(通常为4~12个)后弯叶片的叶轮紧固于泵轴上,并随泵轴由电机驱动作高速旋转。
叶轮是直接对泵内液体做功的部件,为离心泵的供能装置。泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接,吸入管路的底部装有单向底阀。泵壳侧旁的排出口与装有调节阀门的排出管路相连接。
参考资料来源:百度百科-轴向力
2024-10-28 广告
在单吸离心式叶轮的吸入口处,后盖板的前侧面受吸入压力的作用,而其后侧面受高压的作用。此外,由于两侧密封泄漏不相等的各种影响,叶轮两盖板上的液体压力分布情况也不相同。因此,液体作用于叶轮上的力是不平衡的(如下图),于是产生了作用在叶轮上的轴向力F1,此力与轴平行,从后盖板指向叶轮进口。
液体流入叶轮进口及从叶轮出口流出的速度大小及方向均不相同。因此,在叶轮上作用着一个动反力F2,此力也是轴向的,但与F1的方向相反。
对于立式泵,整个转子的重量也是轴向力的一部分。叶轮对称布置,例如中开式多级泵、两级泵、悬臂式两级泵,能够平衡轴向力。但是在某些情况下看起来,形状是对称的,叶轮的轴向力好像是平衡的,实际上,由于轴台、轴套和轮毂的直径大小不同,仍有剩余的轴向力存在,这部分轴向力有时是很大的,甚至能够损坏轴承。此外,由于扭曲叶片工作面和背面的压力不同,也会产生一个轴向力,此轴向力的方向与F1相同,但目前还没有适当的方法来计算这一轴向力的大小,不过该力不大,一般可不予考虑。
多级离心泵在正常工作运行的过程中,一般都会产生多种性质的轴向力,这些轴向力按照其形成方式的不同可以分为以下几类。
其一,由于多级离心泵在进行工作时,其叶轮会根据设定发生不同程度的旋转,这就导致其驱动端口和自由端口的压力不相等,因此相应的就会产生一种指向离心泵驱动端的力,这个力就被划为轴向力的范畴内;
其二,当液体从离心泵的吸入口到排出口需要改变运行方向时,也会产生一个作用在叶片上的作用力;
其三,离心泵内的转子本身也具有一定的重力势能,因此也会产生一个向下的轴向力;
其四,由于多级离心泵在运行的过程中,其内在的压强与外界大气压强相比,会存在很大的差异,这就使得其内部轴端上会产生一定的压力,这也是离心泵轴向力的一种表现形式。
离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加,被叶轮排出的液体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时,叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压,吸水池中的液体在液面压力(大气压)的作用下,被压入叶轮的进口,于是,旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
在叶片高速旋转过程中,叶轮前盖板和后盖板受承受的压力不同,会产生轴向的串动。