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攪拌器的流體徑向力

瀏覽次數(shù):7287更新日期:2014-09-29

   上一篇我們介紹了軸承受力主要取決于流體徑向力,本節(jié)介紹流體徑向力的計算。

   流體的徑向力是來自作用在葉輪上的力的不平衡部分,如果流體通過葉輪的流動*對稱,則沒有流體徑向力。假設(shè)葉輪在無限大的流體中轉(zhuǎn)動,通過葉輪的流體*對稱,葉輪制造得十分,就應(yīng)當(dāng)沒有流體作用力。此處需要指出的是,流體徑向力僅針對雷諾數(shù)較大的情況而言,對于層流的情況或高粘流體,則談不上流體徑向力。

    根據(jù)扭矩與作用力的關(guān)系,如果作用在葉片上的等效力是作用在葉輪的有效半徑上,則流體徑向力可從力等于扭矩除以力臂的扭矩方程得出:

    假定所有的流體都作用到攪拌器葉片的端部,則有效半徑等于葉輪半徑,但是攪拌器的葉片從根部到端部都受到流體的作用力,故有效半徑肯定小于葉輪半徑,如下圖所示。有人假定有效半徑為葉輪半徑的3/4,有人假定有效半徑為葉輪半徑的0.7倍,HG20569中假定有效半徑是葉輪半徑的3/4,可求出流體徑向力為:

    從公式可知,流體徑向力與葉片數(shù)目呈反比。理論上,作用在葉片上的力是對稱的,流體徑向力是0,但實際上每個瞬間各個葉片上的徑向力都不相等,這些不平衡力導(dǎo)致扭矩發(fā)生變化并形成彎矩。

流體平均作用力等效點

    事實上,流體徑向力不僅和葉片數(shù)量有關(guān),也和釜的結(jié)構(gòu)、內(nèi)構(gòu)件、物料粘度、雷諾數(shù)等密切相關(guān),將攪拌葉片數(shù)量等參數(shù)合并成流體徑向力系數(shù)K,可將流體徑向力Fh表達(dá)為:

式中 M’——攪拌器的扭矩,Nm

K——流體徑向力系數(shù)

 

    從公式中可見,流體徑向力和流體徑向力系數(shù)呈正比,流體徑向力系數(shù)與攪拌器型式相關(guān),下一部分我們將繼續(xù)介紹不同狀態(tài)下攪拌器的流體徑向力系數(shù)。

 

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