攪拌器的流體徑向力

   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(jì)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(dòng)*對(duì)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(dòng)，通過葉輪的流體*對(duì)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(duì)雷諾數(shù)較大的情況而言，對(duì)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(duì)稱的，流體徑向力是0，但實(shí)際上每個(gè)瞬間各個(gè)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(diǎn)

    事實(shí)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F_h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)。