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离心机丨叶轮性能受污垢的影响

更新时间:2023-07-20 点击量:300

引言

在工业过程中使用离心机叶轮时,污垢会对其性能产生重要影响。污垢是指在叶轮通道中的物质堆积,导致流通面积减少和表面粗糙。本文探讨了污垢对离心机叶轮性能的影响,重点关注气体速度、切向速度、扬程容量、效率和冲击裕度的变化。

气体速度和流动角度 

当叶轮清洁时,相对于叶片和叶轮叶尖速度,气体速度决定了气体出口速度。在清洁条件下,气体出口速度是这两个向量的和。我们将这个流动角度称为α_c,其中下标"c"代表清洁条件。然而,当叶轮被污垢覆盖并且流道面积减少时,由于质量守恒,气体出口速度增加。这导致了不同的流动角度,我们将其表示为α_f,下标"f"代表污垢条件。

切向速度和扬程容量 

为了理解污垢对切向速度的影响,我们专注于切向速度的x分量。绘制清洁和污垢条件下的切向速度曲线时,我们观察到污垢条件下的切向速度比清洁条件下低。当叶轮被污垢覆盖时,气体的切向速度较低。


由于叶轮产生的扬程是叶轮叶尖速度(不受污垢影响)和切向速度的乘积,切向速度的降低导致扬程容量减少。换句话说,在污垢条件下,叶轮在产生所需的压力扬程方面效果较差。

效率和流动分布 

叶轮污垢不仅影响扬程容量,还会降低叶轮级的效率。当叶轮通道被污垢堵塞时,流动分布变得不均匀。这种不均匀的流动分布阻碍了叶轮高效地将动能转化为压力能的能力。因此,叶轮的整体效率降低。


冲击裕度和叶轮流量 

有趣的是,污垢对冲击裕度有一定正向影响。冲击是一种低气体速度的现象,可能导致不稳定的运行。在污垢存在的情况下,减小的流通面积会增加气体速度,从而增加冲击裕度。冲击裕度表示冲击流量与叶轮设计流量的比值。


然而,尽管冲击裕度增加,但叶轮在任何流量下产生的扬程都会因污垢而降低。因此,对于给定的工艺系统扬程要求,叶轮流量会从设计点减少到污垢流量。这将导致操作点接近冲击线,增加冲击的风险。

结论 

总之,污垢对离心机叶轮性能有显著影响。污垢导致流通面积减少和表面粗糙,从而影响气体速度、切向速度、扬程容量、效率、冲击裕度和叶轮流量。离心机叶轮污垢会降低切向速度,导致扬程容量减少。不均匀的流动分布降低了叶轮的效率,而叶轮流量的减少使操作点接近冲击线。了解和管理污垢对于保持离心机驱动系统的最佳性能和稳定性至关重要。


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