Крыльчатка - Impeller
 | эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Сентябрь 2014 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
An крыльчатка или движитель[1] это ротор используется для увеличения давления и потока жидкости. Это противоположность турбина, который извлекает энергию из текущей жидкости и снижает давление в ней.
В насосах
Рабочее колесо - это вращающийся компонент центробежный насос который ускоряет жидкость наружу от центра вращения, тем самым передавая энергия от мотор который приводит насос в жидкость перекачивается.[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 и лопатками для толкания жидкость радиально, а шлицевой, ключевой или отверстие с резьбой для установки приводного вала.
Это может быть дешевле бросать рабочее колесо и его шпиндель как единое целое, а не по отдельности. Эту комбинацию иногда называют просто «ротором».
Типы
Открытые рабочие колеса
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 лопасти значительно ниже.[3] В насосах жидкость поступает в проушину рабочего колеса, где лопасти добавляют энергию и направляют ее к выходу из сопла. Близкий оформление между лопатками и улиткой насоса или задней пластиной предотвращает обратный ток большей части жидкости. Износ чаши и кромки лопасти можно компенсировать, отрегулировав зазор для сохранения эффективности с течением времени. [4] Поскольку внутренние части видны, открытые рабочие колеса легче проверить на предмет повреждений и обслуживать, чем закрытые. Их также можно легко модифицировать для изменения свойств потока. Открытые рабочие колеса работают в узком диапазоне удельная скорость. 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
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
Конструкция закрытых крыльчаток включает в себя дополнительные заднюю и переднюю стенки с обеих сторон лопатки, что увеличивает ее прочность. Это также снижает осевая нагрузка на валу, что 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 изготовлении 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 влияет на износ лопаток так сильно, 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
Основная часть центробежный компрессор крыльчатка. У открытого рабочего колеса нет крышки, поэтому оно может работать на более высоких оборотах. Компрессор с закрытым рабочим колесом может иметь несколько ступеней, чем компрессор с открытым рабочим колесом.
В струях воды
Некоторые рабочие колеса похожи на маленькие пропеллеры но без больших лезвий. Помимо прочего, они используются в струи воды для питания высокоскоростных лодок.
Поскольку у крыльчатки нет больших лопастей, которые можно вращать, они могут вращаться с гораздо большей скоростью, чем гребные винты. Вода, проходящая 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 в котором низкое давление за рабочим колесом притягивает больше воды к лопастям, стремясь увеличить скорость.
Для эффективной работы рабочее колесо должно плотно прилегать к корпусу. Корпус обычно снабжен сменным кольцо износа который имеет тенденцию носить как песок или другие частицы отбрасываются крыльчаткой со стороны корпуса.
Сосуды с крыльчатками обычно управляются путем изменения направления водяной струи.
По сравнению с пропеллер и двигатели реактивных самолетов.
В взволнованных танках
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 существенно напряжение сдвига к жидкости, и используются, например, для смешивания несмешивающихся жидкостей или вообще, когда есть деформируемый интерфейс сломать. 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 повышенное количество жидкости объемный расход это важно.
Рабочие колеса можно разделить на три подтипа:
- Пропеллеры
- Весла
- Турбины
Пропеллеры
Пропеллеры являются осевыми упорными элементами. Эти элементы обеспечивают очень высокую степень завихрения в сосуде. Картина потока, создаваемая в жидкости, напоминает спираль.
В стиральных машинах
Некоторые конструкции с верхней загрузкой стиральные машины использовать рабочие колеса для волновать белье во время стирки.
Знак звания пожарного
Пожарные службы в объединенное Королевство и многие страны Содружество использовать стилизованное изображение крыльчатки как знак разряда. Офицеры носят одно или несколько на своих погоны или воротник их пожарной формы как эквивалент «шипов», которые носят армия и полиция.
В воздушных насосах
Воздушные насосы, такие как воздуходувка для корней, используйте зацепляющиеся рабочие колеса для перемещения воздуха через систему. Применения включают доменные печи, системы вентиляции и нагнетатели для двигателей внутреннего сгорания.
В медицине
Рабочие колеса являются неотъемлемой частью осевые насосы, используется в желудочковые вспомогательные устройства для увеличения или полной замены сердечной функции. [8] [9]
Смотрите также
использованная литература
- ^ «крыльчатка, п.». 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 (руководства Seloc Marine. Seloc Publishing. ISBN 978-0893300746.
- ^ «Конструкция и характеристики насоса». Цифровая библиотека Новой Зеландии.
- ^ а б «Открытые и закрытые рабочие колеса - Институт Мак Налли». 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. Дои:10.1056 / nejmoa067758. PMID 17761592.
- ^ Chou, N.K .; Wang, S. S .; Chu, S. H .; Chen, Y. S .; Lin, Y.H .; Chang, C.J .; Shyu, J. J .; Ян, Дж. Дж. (2001). «Физиологический анализ сердечного цикла в имплантируемом импеллерном центробежном вспомогательном устройстве для левого желудочка». Искусственные органы. 25 (8): 613–6. Дои:10.1046 / j.1525-1594.2001.025008613.x. PMID 11531711.