讨论了流体机械的基本工作原理、各部件的功能以及不同类型流体机械的性能特点
水轮机
,
离心泵
和
往复泵
在我们之前的文章中,我们已经看到上述流体机器的工作流体是液体,比如水。
σ=V
ω2.
/ u2.
参考:
现在是讨论其他几种流体机械的时候了,如离心式压缩机、轴流式压缩机、风扇和鼓风机,其中工作流体为蒸汽、空气或气体。
今天,我们将有兴趣在这里讨论离心压缩机的一个非常重要的现象,即离心压缩机的滑移现象和滑移系数。
离心压缩机的滑移现象与滑移系数
当流体通过弯曲叶片而叶片转动时,由于切向流动和径向流动以及弯曲叶片的共同作用,叶片两侧会产生压力差。
在弯曲叶片的前缘,压力将较高,流体将减速,而在弯曲叶片的后缘,压力将较低,流体将加速。
因此,会有一个小的再循环流量,它会发生在所有通道,它会导致速度的不均匀分布。
由于弯曲叶片的前缘和后缘压力差,这种小的再循环流动的发展,流体相对于叶片的速度方向就会发生变化。
因此,叶轮叶片出口处的速度三角形将发生变化,如下图所示。叶轮叶片出口处的相对速度不会径向向外。
因此,流体在流过叶轮时,就会被称为相对于叶轮发生滑移。
这就是离心压缩机中的滑移现象,我们必须注意,由于离心压缩机中的滑移现象,叶轮叶片出口处的速度三角形将发生变化。
如上图所示,虚线图表示理想情况,实线图表示实际情况。
滑移系数(σ)
滑移系数基本上定义为出口处的涡动速度与出口处的平均叶片速度之比。
滑移系数,σ=出口处的涡动速度,即V
ω2.
/出口平均叶片速度,即u2.
滑差系数是压气机设计中计算叶轮与流体间能量传递正确值所需要的重要信息。
Stanitz发现滑移速度不取决于叶片出口角,因此他给出了一个方程来确定滑移系数,该方程如下所述。
斯坦尼茨方程
滑的因素,
σ = 1 - 0.63 π/n
式中,n为刀片数
从上面的方程中,我们可以得出这样的结论:随着叶片数量的增加,滑移系数将增加。只有当叶片数量趋于无穷大时,滑移系数才会趋于1。
我们也可以说,滑移系数会随着叶片数量的减少而减小。因此,随着叶片数量的减少,每单位质量传递给流体的能量会减少。
因此,我们可以说,滑移系数取决于叶片的数量,一般为0.9。
因此,我们在这里看到了离心压缩机中的滑移现象以及滑移系数的基本概念。
参考:
流体力学,R. K. Bansal著
图片由:谷歌
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