力士樂葉片泵與風(fēng)機的基本理論

一般力士樂葉片泵在機器上使用的時候，力士樂葉片泵與風(fēng)機的基本理論討論泵與風(fēng)機的原理和性能，就是要研究流體在泵與風(fēng)機內(nèi)的流動規(guī)律，從而找出流體流動與各過流部件幾何形狀之間的關(guān)系，確定適宜的流道形狀，以便獲得符合要求的水力（氣動）性能。今天澳托士就給大家說一說力士樂葉片泵與風(fēng)機內(nèi)各過流部件的對比情況如下：

一、力士樂葉片泵葉片式

泵與風(fēng)機 過流部件 工作特點 作用 運動情況 分析和研究

吸入室 固定不動 將流體引向工作葉輪 相對簡單 比較容易

葉輪 旋 轉(zhuǎn) 完成轉(zhuǎn)換能量 比較復(fù)雜 較為困難

壓出室 固定不動 將流體引向壓出管路 相對簡單 比較容易

由上表不難看出，欲開展對力士樂葉片泵與風(fēng)機的基本理論的研究工作，應(yīng)將主要精力集中于流體在葉輪流道內(nèi)流動規(guī)律的研究上。

§1-1流體在葉輪內(nèi)的流動分析

二、流體在離心式葉輪內(nèi)的流動分析

（一）葉輪流道投影圖及其流動分析假設(shè)

1、葉輪流道投影圖

圖1-1所示為某離心式葉輪的流道投影圖。圖中左面的部分（先不看前、后蓋板間的連線）示出了葉輪前后蓋板的形狀；圖中右面的部分（先不看過o點的ⅰ、ⅱ…線）

圖 1-1葉輪的軸面投影圖、平面投影圖和軸面截線圖

1——前蓋板；2——后蓋板；3——葉片；4、5——葉片進口、出口

為切割掉前蓋板后得到的葉輪的平面投影圖，可看到葉片曲面的平面投影圖。為了能看到葉片的曲面形狀，常附之以軸面（又稱子午面）投影圖。

葉輪的軸面投影圖是指將葉輪葉片上的一系列點用旋轉(zhuǎn)投影法投影到同一個軸面上而得到的圖。作法是：先將右圖上過ⅰ、ⅱ…線的軸面與葉輪葉片的一組交線（為了敘述方便，設(shè)葉片為無限薄）用旋轉(zhuǎn)投影法投影到鉛垂的軸面oo’上，再將其投影到左圖上，可得到與這組交線形狀完全一樣的軸面投影線（如左圖上前、后蓋板間的連線所示），即葉輪的軸面投影圖。

葉輪的軸面投影圖和平面投影圖可以清楚地表達出離心式葉輪的幾何形狀，在模型制造及將引進設(shè)備國產(chǎn)化方面具有重要的實際意義和使用價值。為了敘述和分析方便，通常只是將葉輪的軸面投影圖和平面投影圖簡單地畫成如圖1-2所示的樣子。

2、流動分析假設(shè)

由于流體在葉輪內(nèi)流動相當(dāng)復(fù)雜，為了分析其流動規(guī)律，常作如下假設(shè)：

（1）葉輪中的葉片為無限多無限薄，即認為葉輪的葉片是一些無厚度的骨線（或稱型線）。受葉片型線的約束，流體微團的運動軌跡完全與葉片型線相重合。

（2）流體為理想流體，即忽略了流體的粘性。因此可暫不考慮由于粘性使速度場不均勻而帶來的葉輪內(nèi)的流動損失。

（3）流動為穩(wěn)定流，即流動不隨時間變化。

（4）流體是不可壓縮的，這一點和實際情況差別不大，因為液體在很大壓差下體積變化甚微，而氣體在壓差很小時體積變化也常忽略不計。

（5）流體在葉輪內(nèi)的流動是軸對稱的流動。即認為在同一半徑的圓周上，流體微團有相同大小的速度。就是說，每一層流面（流面是流線繞葉輪軸心線旋轉(zhuǎn)一周所形成的面）上的流線形狀完全相同，因而，每層流面只需研究一條流線即可。

三、葉輪內(nèi)流體的運動及其速度三角形

1、葉輪內(nèi)流體的運動及其速度三角形

葉輪旋轉(zhuǎn)時，流體一方面和葉輪一起作旋轉(zhuǎn)運動，即牽連運動，其速度稱為牽連速度，用 表示；同時又在葉輪流道中沿葉片向外流動，即相對運動，其速度稱為相對速度，用 表示。因此，流體在葉輪內(nèi)的運動是一種復(fù)合運動，即絕對運動，其速度稱為絕對速度，用 如圖1-3所示。由于速度是矢量，所以絕對速度 等于牽連速度 和相對速度 的矢量和。