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叶片流道中实际流动的可见性研究

信息来源:发布时间:2021-08-19阅读:445

       如果一个设计者要按前面章节的计算,预先估算出结论压力的降低,而且结果与试验的数据相当吻合,那么他一定对叶片流道中的实际流动情况十分感兴趣。只有掌握旋转流道中摩擦影响的充分知识,才能够有把握地提出一些改进效率的方法。
       人们可能会问:当考虑摩擦时,无摩擦流动会怎样变化?首先,很容易得知,流道中的相对涡流将因摩擦而减弱,这就会使理论压力增加。在叶片数较多时,由于这时摩表面的増加而使得理论压力还有可能增加。试验指出,叶片数多的叶轮,其试验数据比计算数据高得多。
       有关进一步的影响就只是猜测,因为在研究旋转流道中的流动时,所遇到的困难非常大。只有在有可能搞清楚叶片气流的细节后,才有可能专门详细地论述这方面的问题。鉴于试验上的困难,当发现对这一重要问题只引起很少的重视时,也就不会感到惊异了。为了获得资料,厄尔特利,菲舍尔,埃舍尔一维斯,格吕纳格尔,施蒂斯,弗里奇,费特,以及普里和米款尔采用空气和水作介质,进行了各种试验。
       一般的观察气流的方法缺点甚多,气流的表面图谱大都采用在气流容器中喷射铝粉的方法来获得。但它的雷诺数太低,而且已部分地处于层流的范围。各种用空气的试验表
明,在气流中放置固体或在流道中某处放置纸带、毛织品的线或类似的物件时是能够表现出所发生的流动情况的。使用这些物件时使我们能看得见气流流线的方向。卢因斯基一凯塞利茨最近的试验指出,这种方法存在着相当大的偏差,有时离正确气流方向的角度达30°之多。所以,用这种法不能得到准确的资料,特别是要从这些资料中搞清楚某些效应时更是如此。作者的方法是利用一层薄薄的发亮气休,这种方法卢因斯基-凯塞利茨也使用过。如果在气体中混入煤灰微粒,则可以清楚地分辩气体排出以前的各个轨迹。由于发亮的煤灰微粒非常的小,所以观察到的煤灰微粒轨迹和空气微团的轨迹没有什么差别。

       卢因斯基一凯塞利茨以空气为介质,采用这种方法来研究离心泵的叶轮。在叶轮流道的各个地方引入了发亮的煤烟并拍了照片。这种方法得到了叶轮内部真实的气流流动的清晰照片,达到了迄今为止还未有过的准确性。
       为使这些试验进一步完善,又在气流中放入探针来测量静压。根据现在已知叶片流道中的气流方向就可以用皮托管来测量各个点上的全压。这一试验成果很值得重视。图30示出了额定流量时的相对气流。虚线所示的轨迹是按发亮煤烟影像画出的。叶片出口的扰动是特别的。

       叶片流道中的压力分布令人十分惊奇(图31):最小和最大的压力不是发生在叶片的壁上,而是出现在流道的中央。最小的压力几乎集中于进口截面的中部,而最大压力则是处于出口区域,叶片工作面略前一点的地区。叶片末端的压力平衡可以清楚地看出。提高速度进行汽蚀试验时,这·情况发生了变化,此时最低压力区几乎移到了进口端。
      相对速度也很使人惊奇,因为它的最大值不是在进口处而几乎是处于叶片非工作面的中点。而且中间流线的相对速度在整个流道中几乎是不变的。

 

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