 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( сентябрь 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Рабочее колесо или импеллерного [1] является ротор используется для увеличения давления и расхода жидкости. Это противоположно турбине , которая извлекает энергию из текущей жидкости и снижает давление в ней.
В насосах [ править ]
Рабочее колесо - это вращающийся компонент центробежного насоса, который ускоряет жидкость наружу от центра вращения, тем самым передавая энергию от двигателя, который приводит в действие насос, к перекачиваемой жидкости . [2] Скорость, достигаемая крыльчаткой, переходит в давление, когда движение жидкости наружу ограничивается корпусом насоса. Рабочее колесо обычно представляет собой короткий цилиндр с открытым впускным отверстием (называемым проушиной) для приема поступающей жидкости, лопатками для проталкивания жидкости в радиальном направлении и шлицевым , шпоночным или резьбовым отверстием для приема приводного вала.
Может быть дешевле отлить рабочее колесо и его шпиндель как одно целое, чем по отдельности. Эту комбинацию иногда называют просто «ротором».
Типы [ править ]
Открытые крыльчатки [ править ]
Рабочее колесо открытого типа имеет ступицу с прикрепленными к нему лопатками и установлено на валу. Лопатки не имеют стенки, что делает открытые рабочие колеса немного слабее закрытых или полузакрытых. Однако, поскольку боковая пластина не прикреплена к входной стороне лопасти, напряжения в лопасти значительно ниже. [3] В насосах жидкость поступает в проушину рабочего колеса, где лопасти добавляют энергию и направляют ее к выходу из сопла. Небольшой зазор между лопастями и улиткой насоса или задней пластиной предотвращает обратный отток большей части жидкости. Износ чаши и кромки лопасти можно компенсировать путем регулировки зазора для сохранения эффективности с течением времени. [4]Поскольку внутренние части видны, открытые рабочие колеса легче осмотреть на предмет повреждений и обслуживать, чем закрытые. Их также можно легко модифицировать для изменения свойств текучести. Открытые рабочие колеса работают в узком диапазоне удельной скорости . Открытые рабочие колеса обычно быстрее и проще в обслуживании. Для небольших насосов и насосов, работающих с взвешенными твердыми частицами, обычно используются открытые рабочие колеса. [5] Запирание песком происходит не так просто, как в случае закрытого типа.
Полузакрытые рабочие колеса [ править ]
Полузакрытая крыльчатка имеет дополнительную заднюю стенку, что придает ей большую прочность. Эти рабочие колеса могут пропускать смешанные твердо-жидкие смеси за счет снижения эффективности.
Закрытые или закрытые рабочие колеса [ править ]
Конструкция закрытых крыльчаток включает в себя дополнительные заднюю и переднюю стенки с обеих сторон лопатки, что увеличивает ее прочность. Это также снижает осевую нагрузку на вал, увеличивает срок службы и надежность подшипников, а также снижает стоимость валов. Однако эта более сложная конструкция, включая использование дополнительных компенсационных колец, делает закрытые рабочие колеса более сложными в производстве и более дорогими, чем открытые рабочие колеса. Эффективность закрытого рабочего колеса снижается по мере увеличения зазора компенсационного кольца по мере использования. Однако регулировка зазора чаши рабочего колеса не так сильно влияет на износ лопастей, как открытое рабочее колесо. [6] Закрытые рабочие колеса могут использоваться в более широком диапазоне удельной скорости, чем открытые рабочие колеса. [4]Обычно они используются в больших насосах и в системах с чистой водой. Эти рабочие колеса не могут эффективно работать с твердыми частицами, и их трудно очистить, если они забиты. [7]
В центробежных компрессорах [ править ]
Основная часть центробежного компрессора - крыльчатка. Открытая крыльчатка не имеет крышки, поэтому может работать на более высоких оборотах. Компрессор с закрытым рабочим колесом может иметь несколько ступеней, чем компрессор с открытым рабочим колесом.
В струях воды [ править ]
Некоторые рабочие колеса похожи на маленькие пропеллеры, но без больших лопастей. Помимо прочего, они используются в водометных двигателях для привода высокоскоростных лодок.
Поскольку у крыльчаток нет больших лопастей, которые можно вращать, они могут вращаться с гораздо большей скоростью, чем гребные винты. Вода, проталкиваемая через крыльчатку, направляется корпусом, создавая водную струю, которая продвигает судно вперед. Корпус обычно сужается к соплу для увеличения скорости воды, что также создает эффект Вентури, при котором низкое давление за крыльчаткой притягивает больше воды к лопастям, стремясь увеличить скорость.
Для эффективной работы крыльчатка должна плотно прилегать к корпусу. Корпус обычно снабжен сменным компенсационным кольцом, которое имеет тенденцию изнашиваться, когда крыльчатка отбрасывает песок или другие частицы на корпус.
Сосуды, использующие рабочие колеса, обычно управляются путем изменения направления водяной струи.
Сравните с винтовыми и реактивными двигателями самолетов .
В взволнованных танках [ править ]
Рабочие колеса в резервуарах с мешалкой используются для перемешивания жидкостей или суспензии в резервуаре. Это можно использовать для объединения материалов в виде твердых тел, жидкостей и газа. Смешивание жидкостей в резервуаре очень важно, если есть градиенты в таких условиях, как температура или концентрация.
В зависимости от создаваемого режима потока (см. Рисунок) существует два типа рабочих колес:
- Рабочее колесо с осевым потоком
- Рабочее колесо с радиальным потоком
Рабочие колеса с радиальным потоком создают по существу напряжение сдвига в жидкости и используются, например, для смешивания несмешивающихся жидкостей или в целом, когда существует деформируемая граница раздела, которая может разрушиться. Еще одно применение крыльчаток с радиальным потоком - смешивание очень вязких жидкостей.
Рабочие колеса с осевым потоком создают по существу объемное движение и используются в процессах гомогенизации, в которых важен увеличенный объемный расход жидкости .
Рабочие колеса можно разделить на три подтипа:
- Пропеллеры
- Весла
- Турбины
Пропеллеры [ править ]
Пропеллеры являются осевыми упорными элементами. Эти элементы придают сосуду очень высокую степень завихрения. Картина потока, создаваемая в жидкости, напоминает спираль.
В стиральных машинах [ править ]
В некоторых конструкциях стиральных машин с вертикальной загрузкой используются крыльчатки для перемешивания белья во время стирки.
Значок звания пожарного [ править ]
Противопожарные услуги в Соединенном Королевстве и многие страны Содружества используют стилизованное изображение крыльчатки в качестве ранга значка. Офицеры носят один или несколько на погонах или на воротнике своей пожарной формы как эквивалент «шипов», которые носят армия и полиция .
В воздушных насосах [ править ]
Воздушные насосы, такие как воздуходувка Рутса , используют зацепляющиеся рабочие колеса для перемещения воздуха через систему. Применения включают доменные печи, системы вентиляции и нагнетатели для двигателей внутреннего сгорания.
В медицине [ править ]
Рабочие колеса являются неотъемлемой частью насосов с осевым потоком , используемых в вспомогательных желудочковых устройствах для улучшения или полной замены сердечной функции. [8] [9]
См. Также [ править ]
- Конструкция осевого вентилятора
- Центробежный вентилятор
- Турбина
Ссылки [ править ]
- ^ "рабочее колесо, n.". OED Online. Март 2013. Издательство Оксфордского университета. 20 марта 2013 г. [1] .
- ^ Руководства, Seloc Marine. Volvo Penta Stern Drives 2003-2012: бензиновые двигатели и приводные системы (Seloc Marine Manuals . Seloc Publishing. ISBN 978-0893300746.
- ^ «Конструкция и характеристики насоса» . Цифровая библиотека Новой Зеландии .
- ^ a b «Открытые и закрытые рабочие колеса - Институт Мак-Нэлли» . mcnallyinstitute .
- ^ "Открытые и закрытые рабочие колеса" . Turbomachineary International .
- ^ «Конструкция и характеристики насоса» . Цифровая библиотека Новой Зеландии .
- ^ "Открытые и закрытые рабочие колеса" . Turbomachineary International .
- ^ Миллер, LW; Пагани, Ф. Д. (2007). «Использование аппарата непрерывного потока у пациентов, ожидающих трансплантации сердца». N Engl J Med . 357 (9): 885–96. DOI : 10.1056 / nejmoa067758 . PMID 17761592 .
- ^ Чжоу, NK; Ван, СС; Чу, Ш; Чен, Ю.С.; Lin, YH; Чанг, CJ; Shyu, JJ; Ян, GJ (2001). «Физиологический анализ сердечного цикла в имплантируемом импеллерном центробежном вспомогательном устройстве для левого желудочка». Искусственные органы . 25 (8): 613–6. DOI : 10.1046 / j.1525-1594.2001.025008613.x . PMID 11531711 .
 | Викискладе есть медиафайлы по теме рабочих колес . |
