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文章出处:责ren编辑:人气:-发表时jian:2016-01-21 15:30【 xiao

kong制矿用duo级bengbu稳定特性及shi验yanjiu

本文主要congshe紁ing嵌瘸龇ⅲ逭鈞iexiao流量bu稳定的形cheng机理并分析其影响因素,conger来指daodi比转速高速诱daolun矿用duo级beng的she计,使高速矿用duo级beng的yangcheng流量特性xianH~Qbu存在正斜率上升段,即高速矿用duo级beng具有很好的xiao流量工作稳定性。 
  产生bu稳定xian象的机理  
  产生xiao流量bu稳定xian象的原因主要shi诱daolun进口前詃i饩洞Σ幕匦鳌⒗胄膌un进口的回流、yelun流祃an锏亩瘟鳌elun流道na的尾迹-射流结构yu流动分离、yi及yelunyu蜗壳联he工作时出xian的yelun出口二次流等。这xie因素的存在,一方面影响了高速离心beng的流场分布,另一方面又xiaohao了很大的能量,致使xiao流量qu的yangcheng和效率下降,因磗i秃苋菀zi垢咚倏笥胐uo级beng特性xian出xian正斜率上升段,conger使高速矿用duo级beng在xiao流量工况下产生bu稳定xian象。下面就对这几种bu稳定因素的产生机理进行阐述。  
  1.进口回流产生的机理  
  关于yelun进口回流产生的机理国na外许duo学zhe作了yanjiu。Stepanoffshi较早对矿用duo级bengyelun进口回流机理进行yanjiu的学zhezhi一,他ren为液体流动shi靠能量坡秗en值模诹髁拷礵idao了接近零时,由于液体惯性力的作用,yelun有ke能使其进口周围的圆周速度增加,因此管壁附近的能量增加,这使得维持液体沿流xian流动所必须的能量坡度bu在存在,因磗i驮趛elun进口附近的液流发生dao流。Fraserren为离心yangcheng对于给定的yelun直径和流量来说shibu变的,er动yangchengshi流量的函数,在yangcheng流量曲xian上某xie点,动yangcheng一danchao过离心yangcheng,na么在这xie点压力梯度fan向,dao致了流动方向相fan,即产生回流xian象。文xian3cong理论和实验两方面分析了di比转速矿用duo级bengyelun进口回流产生的机理,ren为旋转速度分量shiyelun进口回流产生的主要原因,并指出回流shidao致xiao流量bu稳定xian象的主要原因。  
  由于she计人员在she计di比转速高速诱daolun矿用duo级beng时往往cai用正冲角方法,即为了保证诱daolun产生的yangcheng能够满足离心lun进口的能量要求,取诱daolunyepian进口角大于液流角,同时为使离心lun获得较好的汽shi性能,也取其yepian进口角大于液流角;另外为了获得较高的效率,在she计比转速高速诱daolun矿用duo级beng时普遍cai用加大流羕e杓疲饩褪箉un行工况下的蔰ao室毫鹘莤iao于she计工况下的液流角,这样就使诱daolun和离心lun进口前yuan都具有bu均匀的圆周速度分量,conger产生rao流xian的旋蝬iaoR虼擞誨aolun和离心lun的进口回流蔰ao噬弦簿蛃hi由于旋转yepian边yuan处的液流圆周分速bu均匀引起的,shi包含垂直于zhou面的旋涡和rao流xian旋涡的回漩流。  
  2.离心yelun流道中的二次流yu分层效应  
  xian在的流场分析yu流动ceshiyanjiu已表明离心yelun流道na的流动基本上shi由相秠un俣冉蟲iao的蝐a鱭u和近似于无粘衴uan纳淞鱭u所组cheng,蝐a鱭u紧贴在yelun祅a案前搴头枪ぷ髅嫔希ca鱭u愈宽,射流-蝐a鱶hijian的剪层愈薄,两zhezhijian的速度梯度愈大,意味zhou射流-蝐a鹘峁褂浚瑈elunna的损失也就愈大。蝐a鞯男蝐hengyu发展shi边界层的发展、二次流的发展、流动分离和分层效应等因素相互影响相互促进er形cheng的。  
  关于二次流的形cheng及其对尾迹的影响,国na外许duo学zhe作了yanjiu,定性来讲ke用下式来分析yelun旋转流道中的二次流:  
  EMBEDEquation.2(2-1)  
  上式中的EMBEDEquation.2为旋转zhizhi压力,EMBEDEquation.2为相对流xian的旋转分量,EMBEDEquation.2分别为I对次法xian方向和旋转zhou方向的piandao数。上式表明相对流xian方向的旋涡shi由两个因素产生:一shi为具有半径Rn的流xian曲率,另一shi旋转角速度ω引起的。  
  旋转zhizhi压力Ishi动压力EMBEDEquation.2和折算静压力EMBEDEquation.2zhi和,粘衴uan淖饔檬笽下降。由于在yelun流道旋转边界层na存在较大的相秠un俣忍荻龋虼si哂芯日鬯憔惭沟谋呓绮鉵aI的xiao值出xian在壁面上,其值等于p*。  
  考虑yelun流道的B-B流动,假she由于进口管壁面的摩ca已经产生了ru图所shi的速秗ao拭妫悸荁-B的流道的一个流面ABCD,靠近yelun流道外直径的A点,流xian曲率由yepian曲率产生,次法xian方向的旋转压力梯度shi由前盖板边界层损失引起的,xiang产生的正的流xian方向的旋转分量EMBEDEquation.2。er在靠近na直径处的B点,引起负的EMBEDEquation.2,其结果shi形cheng前盖板及后盖板表面边界层上的二次流,使前、后盖板表面边界层na的diIweituan流dao非工作面上,并且cong连xu性出发也把工作面上的diIweituanqu赶dao非工作面上去,这样就增厚了非工作面上的边界层。由于I梯度yuω几乎垂直,由式(2-1)的xiang引起的二次流较xiao。由于在yelun出口处的C、D两点位于流道的径流部位,因此主要由xiang引起ru图所shi方向的正、负EMBEDEquation.2和二次流,这样也就把前、后盖板边界层nadi能weituanqu赶dao非工作面上去,增加了非工作面上的边界层。  
  将同样的分析方法应用于子午ping面na,当流xian由zhou向向綿uan蚬胀涫保诠ぷ髅婧头枪ぷ髅姹呓绮闵闲蝐heng二次流旋涡,它men把工作面和非工作面上边界层na的diIweituanqu赶dao前盖板上,增厚了前盖板表面的边界层。  
  上面分析keyi得出产生流xian方向上二次流旋涡有三个来源:  
  1)弯曲yepian;它使流动cong进口冲角方向转daozhouxian方向,把前、后盖板表面上边界层na的diI流体weituanqu赶dao非工作面上,由于工作面边界层na的diI流体weituanshibu稳定的,因此也被qu赶dao非工作面上。  
  2)zhou向向綿uan蚬胀洌挥捎谧游缑嫔锨昂蟾前鍃ingxian存在曲率,把工作面和非工作面yi及后盖板表面上边界层na的diI流体weituan转移dao前盖板表面。  
  3)旋转;随zhou流动congzhou向dao綿uan颍远瘟餍械墓眡ianbuduan增加,哥氏力产生的二次流使diI流体cong前、后盖板表面yi及bu稳定的工作面表面的diI流体转移dao非工作面上  
  由于分层效应的影响,使高能流体weituan在工作面和后盖板一侧积聚,促使来流速度加快,并且边界层增长huanman,减少了分离qing向。er在非工作面和前盖板一侧ze有di能流体weituan积聚,conger降di了来流速度,加剧了边界层增长,助长了边界层分离qing向。  
  3.蝐a?射流结构yu流动分离  
  上面已经提及离心yelun通道na的流动基本上shi由相对较xiao的蝐a鱭u和近似于无粘的射流qu组cheng,考虑daozhen实流体的粘性作用,在B-B通道的工作面和非工作面都形cheng了边界层,在yepian曲率yi及旋转的作用下,非工作面上的边界层由于二次流的影响越来越厚,有容易在某一xiao流量下发生失速xian象,congerdao致边界层分离。