Лекция 8 мин.
Привет, Вы узнаете о том , что такое импеллер, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое импеллер , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Аэродинамика.
Рабочее колесо , или импеллер , — это приводной ротор , используемый для увеличения давления и расхода жидкости. Это противоположность турбины , которая извлекает энергию из текущей жидкости и снижает ее давление.
Импеллер — лопаточная машина, заключенная в кольцо. Имеет различные применения: в качестве вентилятора, в авиации (фенестрон) и авиамоделизме, в качестве насоса, турбины или для перемешивания жидкостей.
Строго говоря, пропеллеры представляют собой подкласс рабочих колес, в которых поток входит и выходит аксиально, но во многих контекстах термин «рабочее колесо» используется для обозначения роторов, не являющихся пропеллерами, где поток входит аксиально и выходит радиально, особенно при создании разрежения в насосе или компрессоре .
Рабочее колесо трехступенчатого воздушного компрессора
Рабочее колесо — это вращающийся компонент центробежного насоса , который ускоряет жидкость наружу от центра вращения, тем самым передавая энергию от двигателя , приводящего насос в движение, к перекачиваемой жидкости . [ 2 ] [ 3 ] Ускорение создает выходное давление, когда движение жидкости наружу ограничено корпусом насоса. Рабочее колесо обычно представляет собой короткий цилиндр с открытым входным отверстием (называемым «глазком») для приема поступающей жидкости, лопатками для радиального перемещения жидкости и шлицевым , шпоночным или резьбовым отверстием для установки приводного вала.
Иногда дешевле отлить рабочее колесо и его вал как единое целое, чем по отдельности. Такое сочетание иногда называют просто «ротором».
Открытое рабочее колесо имеет ступицу с прикрепленными лопатками и установлено на валу. Лопатки не имеют стенок, что делает открытые рабочие колеса несколько слабее, чем закрытые или полузакрытые. Однако, поскольку боковая пластина не прикреплена к входной стороне лопатки, напряжения на лопатках значительно ниже. [ 4 ] В насосах жидкость поступает в отверстие рабочего колеса, где лопатки добавляют энергию и направляют ее к выходному патрубку сопла. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Малый зазор между лопатками и спиральным корпусом насоса или задней пластиной предотвращает обратный поток большей части жидкости. Износ чаши и кромки лопатки можно компенсировать, регулируя зазор для поддержания эффективности с течением времени. [ 5 ] Поскольку внутренние детали видны, открытые рабочие колеса легче осматривать на предмет повреждений и обслуживать, чем закрытые. Их также легче модифицировать для изменения характеристик потока. Открытые рабочие колеса работают в узком диапазоне удельных скоростей . Открытые рабочие колеса обычно быстрее и проще в обслуживании. Открытые рабочие колеса обычно используются для небольших насосов и насосов, работающих с взвешенными твердыми частицами. [ 6 ] Застревание песка происходит не так легко, как в случае с закрытым типом.
Полузакрытое рабочее колесо имеет дополнительную заднюю стенку, что придает ему большую прочность. Такие рабочие колеса могут пропускать смешанные твердожидкостные смеси, но при этом снижается их эффективность.
Конструкция закрытых рабочих колес включает дополнительные передние и задние стенки с обеих сторон лопаток, что повышает их прочность. Это также снижает осевую нагрузку на вал, увеличивая срок службы подшипников и надежность, а также снижая стоимость вала. Однако эта более сложная конструкция, включая использование дополнительных износостойких колец, делает закрытые рабочие колеса более сложными в изготовлении и более дорогими, чем открытые. Эффективность закрытого рабочего колеса снижается по мере увеличения зазора износостойкого кольца в процессе эксплуатации. Однако регулировка зазора в чаше рабочего колеса не оказывает столь критического влияния на износ лопаток, как открытое рабочее колесо. [ 4 ] Закрытые рабочие колеса могут использоваться в более широком диапазоне удельных скоростей, чем открытые рабочие колеса. [ 5 ] Они обычно используются в больших насосах и системах с чистой водой. Эти рабочие колеса не могут эффективно работать с твердыми частицами и становятся трудноочищаемыми при засорении. [ 6 ]
Конструкция винтового рабочего колеса больше соответствует осевому прогрессивному каналу, что позволяет свободно перемещать твердые частицы при вращении. [ 7 ] [ 8 ]
Основной частью центробежного компрессора является рабочее колесо. Открытое рабочее колесо не имеет крышки, поэтому оно может работать на более высоких скоростях. Компрессор с закрытым рабочим колесом может иметь больше ступеней, чем компрессор с открытым рабочим колесом.
Некоторые рабочие колеса похожи на небольшие гребные винты , но без больших лопастей. Среди прочего, они используются в водометных двигателях для приведения в движение скоростных катеров.
Поскольку у импеллеров нет больших лопастей для вращения, они могут вращаться с гораздо большей скоростью, чем гребные винты. Вода, проходящая через импеллер, направляется корпусом, создавая струю воды, которая толкает судно вперед. Корпус обычно сужается в сопло для увеличения скорости воды, что также создает эффект Вентури, при котором низкое давление за импеллером притягивает больше воды к лопастям, стремясь увеличить скорость.
Для эффективной работы необходимо плотное прилегание рабочего колеса к корпусу. Корпус обычно оснащается сменным износостойким кольцом , которое изнашивается по мере того, как песок или другие частицы отбрасываются рабочим колесом на боковую сторону корпуса.
Суда, использующие импеллеры, обычно управляются путем изменения направления струи воды.
Сравните с пропеллерными и реактивными двигателями самолетов .
В перемешиваемых резервуарах мешалки используются для смешивания жидкостей или суспензий. Это позволяет объединять материалы в твердом, жидком и газообразном состояниях. Смешивание жидкостей в резервуаре очень важно при наличии градиентов таких параметров, как температура или концентрация.
Существует два типа рабочих колес, в зависимости от создаваемого режима потока (см. рисунок):
Рабочие колеса с радиальным потоком создают, по сути, касательное напряжение в жидкости и используются, например, для смешивания несмешивающихся жидкостей или в целом, когда необходимо разрушить деформируемую границу раздела фаз . Другим применением рабочих колес с радиальным потоком является смешивание очень вязких жидкостей.
Осевые мешалки обеспечивают, по сути, объемное движение жидкости и используются в процессах гомогенизации, где увеличение объемного расхода жидкости имеет важное значение.
Рабочие колеса можно далее разделить на три основных подтипа:
Гребные винты — это элементы, создающие осевую тягу. Эти элементы обеспечивают очень высокую степень завихрения в сосуде. Образующаяся в жидкости картина потока напоминает спираль.
В некоторых конструкциях стиральных машин с верхней загрузкой для перемешивания белья во время стирки используются импеллеры .
В пожарных службах Соединенного Королевства и многих стран Содружества стилизованное изображение крыльчатки используется в качестве знака различия. Офицеры носят один или несколько таких знаков на погонах или воротнике пожарной формы, что является аналогом нашивок, которые носят военнослужащие армии и полиции .
Воздушные насосы, такие как роторные нагнетатели Рутса , используют зацепляющиеся рабочие колеса для перемещения воздуха в системе. Области применения включают доменные печи, системы вентиляции и нагнетатели для двигателей внутреннего сгорания.
Рабочие колеса являются неотъемлемой частью осевых насосов , используемых в устройствах вспомогательного кровообращения желудочков для усиления или полной замены сердечной функции.
Исследование, описанное в статье про импеллер, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое импеллер и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Аэродинамика
Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про импеллер
Комментарии