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1、轴向旋涡陈桢3120201108泵流体力学泵流体力学2021/7/231一、旋涡一、旋涡1、自然界中大多数流体运动也是有旋的，比如：航行船只的尾迹，龙卷风，特别优美的卡门涡街（在某种条件下，定常来流绕过某些物体时，物体两侧周期性地脱落出与旋转方向相反的并列成有规则的双列旋涡）。2、除去轴向旋涡外，还有自由表面旋涡等等。而这些自由表面旋涡在泵站，水电站等工程问题上都有很大的影响。2021/7/232二、轴向旋涡二、轴向旋涡1、第一次遇到轴向旋涡是在流体机械原理中，讲到有限叶片数的影响。2、在无限叶片数的欧拉方程中，叶片挟持液体的能力强，并不会产生轴向旋涡。3、但当叶片数有限多的时候，会在叶片间形
2、成一个旋向与泵的转动方向相反，其向量方向平行于轴线的旋涡。而也会因此产生功率缩减、4、功率缩减原因：叶片的正面和背面的速度相叠加，背面的速度增加，正面的速度减小，由伯努利方程可知，叶片的正面压力大于背面，此时形成了反向的扭矩。电机克服扭矩做工，速度残生滑移，根据欧拉方程，此时的扬程要低于叶片数无穷多时的扬程。 2021/7/2332021/7/234二、轴向旋涡二、轴向旋涡5、另一个方面来解释轴向旋涡 一个杯子里装满水，以转，越靠近杯子壁面的流体转速越接近；越靠近杯子中心，转速越小。 如果流体的粘性很小（比如水），那就不会跟着杯子转，此时，我们如果站在杯子旋转的轴线上观察流体运动，就会发现流体
3、是以与相反的角速度在旋转，这就是轴向旋涡。 这也可以说明，在离心泵中观察到轴向旋涡是以叶轮为相对参考系的。2021/7/235二、轴向旋涡二、轴向旋涡2021/7/236二、轴向旋涡二、轴向旋涡2021/7/237二、轴向旋涡二、轴向旋涡2021/7/238三、几点结论三、几点结论1、只要叶片数是有限的，就一定会产生轴向旋涡，这就是有限叶片数下扬程比无限叶片数时多的原因。2、在泵中，正是轴向旋涡的存在，才使得叶片的工作面与背面产生压力差，使叶轮在工作中不断克服这种压力差，将机械能不断地传递给液体。3、轴向旋涡的强度与叶轮旋转角速度，流道宽度，叶片曲率都有关，轴向旋涡的强度越大，所能传递给流体的能量越多。2021/7/239
