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    攪拌器的流體徑向力

    瀏覽次數:3802發布日期: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完全對稱,則沒有流體徑向力。假設葉輪在無限大的流體中轉動,通過葉輪的流體完全對稱,葉輪制造得十分,就應當沒有流體作用力。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。

        根據扭矩與作用力的關系,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,這些不平衡力導致扭矩發生變化并形成彎矩。

    流體平均作用力等效點

        事實上,流體徑向力不僅和葉片數量有關,也和釜的結構、內構件、物料粘度、雷諾數等密切相關,將攪拌葉片數量等參數合并成流體徑向力系數K,可將流體徑向力Fh表達為:

    式中 M’——攪拌器的扭矩,Nm

    K——流體徑向力系數

     

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

     

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