流體作用力的放大系數

                                發(fā)布時(shí)間:

                                  攪拌軸的臨界轉速指的是在該轉速時(shí)作用在軸上的力會(huì )引起大的振動(dòng)。隨著(zhù)軸的轉速升高,攪拌軸的橫向撓度會(huì )經(jīng)歷一系列最大值和最小值,出現最大撓度的這些轉速就是臨界轉速。

                                  在攪拌的作用下,流體會(huì )對攪拌器施加不平衡力,這些不平衡力在動(dòng)態(tài)條件下會(huì )被增強,被增強的倍數稱(chēng)為“放大系數”,也叫“傳遞函數”。放大系數與受到的阻尼有關(guān),也和攪拌轉速N/Nk有關(guān)。其關(guān)系如圖所示。由圖可知,如果葉輪在臨界轉速附近旋轉時(shí),會(huì )使流體作用力放大很多,甚至會(huì )導致軸的損壞。

                                 

                                 

                                  以圖中阻尼系數為0.1的曲線(xiàn)為例,當N/Nk為0.8時(shí),放大系數為2.57,也就是說(shuō)流體作用力被放大到了2.57倍,當N/Nk達到0.9時(shí),放大系數達3.88。最壞的情況是阻尼系數很小的時(shí)候,空氣對攪拌軸只有很小的阻尼,因而,當N/Nk在0.8~1.2之間時(shí),軸的撓度增大至有可能破壞軸的程度。

                                  當攪拌在液體中操作時(shí),阻尼系數比空氣中大得多,放大系數變小,在臨界轉速下操作并不必然導致?lián)隙仍龃笾翐p壞軸的程度。但是,由于阻尼系數和相應的放大系數以及最大撓度難以準確計算,攪拌轉速仍應盡量避開(kāi)臨界轉速上下20%的區間。當轉速在一階臨界轉速以上工作時(shí),攪拌轉速也應盡快通過(guò)該區域。

                                  采用穩定環(huán)可以增加流體的阻尼,穩定環(huán)的大的表面產(chǎn)生的阻尼力會(huì )阻礙軸的橫向振動(dòng),降低軸的橫向撓度,可以使攪拌器在同樣橫向位移的條件下以更接近臨界轉速的速度運轉。但是這一點(diǎn)是值得懷疑的,因為增加穩定環(huán)會(huì )降低軸的臨界轉速,也必定會(huì )增大液體湍流引起的流體作用力。

                                  若加料或放料的時(shí)候攪拌器仍然需要轉動(dòng),當葉輪掠過(guò)液體表面時(shí),由于阻尼較低,且流體作用力更加不平衡,軸的撓度增加,這時(shí)若穩定環(huán)仍浸沒(méi)在液體中,提供了阻礙橫向運動(dòng)的阻力以減小軸的撓度,這個(gè)好處是較為合理的。

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