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潜水搅拌机叶轮的水力性能优化


    我们知道,潜水搅拌机的主要作用就是搅拌和推流,因此这方面的性能是非常重要的,而影响搅拌机水力学性能的主要因素就是搅拌机叶轮的形状、尺寸及安放角。因此潜水搅拌机关键的部件是叶轮,优化搅拌叶轮,能提高工作效率,并使搅拌叶轮产生流场更大,创造更好的流态。因此,潜水搅拌机叶轮形状的选取既得考虑到升阻比的情况,又要改善叶轮的汽蚀性能。
    三叶后掠式叶轮是目前潜水搅拌机常采用的叶轮形式,它可根据反应物料对剪切、循环要求的不同,提供适合于该种反应的剪切循环比。通过对叶轮模型比转数ns、转速n、直径Dj、后掠角β、上翘角α、叶片宽度b、叶片安放角θ等参数的调节,改变潜水搅拌机的搅拌性能。
    为满足不同工艺过程及潜水搅拌机流动特性的要求,叶轮进出口边上翘角α可在10~30°之间调节、安放角θ可在5~10°或在-5~10°之间调节,若按顺时针的安放角角度为正值,则上翘角α越大,安放角θ越大,则循环能力越强;否则,剪切能力增强,循环能力减弱。
聚氨酯叶桨法兰式
    通过搅拌实验,对同一机座号不同比转数ns的三叶后掠式搅拌机的水力模型在不同转速下进行动力特性及剪切循环特性的测试,并对其进行优化选型,确定搅拌特性、机组效率及综合经济指标适合的参数,再通过放大设计,计算工业用的设计参数。此外,为产生较大的轴向流,本次潜水搅拌机优化设计将采用双曲线形导流罩。因为任何搅拌机叶轮的人流很大程度上都是轴向的。为了帮助减少因流向改变而引起损失及翼尖涡流,决定使用并开发导流罩。导流罩有恰当的水力设计,能通过控制人流方式来提高流动的偏移度。导流罩上的压力差增加轴向流动并减少径向流动。因而,叶片上的水力载荷及振动得以减少,更长更稳定的流动得以产生。经过实验,在水中,搅拌机的效率可提高10%~15%,而在其它粘度更高的流体中可以提高得更多。
    当出现液位非常浅的情况时,易造成空气涡流从液面进入搅拌机叶轮推进机,从而导致叶轮振动,性能下降,为避免此类情况,我们设计配置一种可防止涡流产生的保护罩,并可与导流罩可靠连接。
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