1.泵的理论扬程要减少。而AV2li随着混合物的浓度和固体颗粒的大小而变化。
他们利用4英寸离心栗在转速为1750r/min的条件下输送4。=0. 13mm和0. 305mm, S = 2. 6的砂水混合物的试验。试验结果表明,扬程随着浓度的增加而下降,功率随着体 积浓度的增加而增加。这些结论,被以后的大量试验结果所证实。
- 1942年,费尔班克。他在发表的《对离心泵特性的影响》一文中,分析了固体颗粒和水在离心栗叶轮内的运动规律和固体颗粒在叶轮内的受力状态。
固体颗粒上受力有惯性力、离心惯性力、哥氏力、黏性力和压力梯度引起的力。根据 受力分析,得出固体颗粒运动方程式。这是分析泵叶轮内固体颗粒运动最早的研究成果,为后来颗粒运动研究奠定了基础。
他提出了输送固液混合物时泵的理论扬程表达式,表达式中除了固相和液体质点在叶 轮出口处轴面速度外,还包括了混合物的体积浓度,固体物相对密度和混合物容重等参数。这个公式是渣浆泵的基本方程式。
利用3英寸离心栗输送固体颗粒分别为0. 8mm、0. 034mm和0. 001mm,相对密度分 别为2.66、2. 63和2. 73三种物料进行对比试验。试验结论是:在相同流量条件下,泵的 性能H—Q、彳一Q随着浓度的增加而下降。
- 1962年,太田启吉良。他发表一篇题为《砂泵理论的考察》的文章。在文章中他将离心式砂泵叶轮和泵体内的流动作为弯曲流道及其流管外面外加压力的问题进行了分 析,利用图解法示出固体颗粒在叶轮内不同时刻的运动状态和轨迹。
在这个阶段,还有1927年格利高利、1933年三云、1939年掘田正雄、1957年长谷 川、1958年佐佐木、1959年真野一德、1961年赫比奇利用离心泵输送各种不同物料进行 浆体浓度等参数对泵性能的影响研究,主要结论是:泵的扬程随着浓度的增加而下降;功率随着浓度的增加而增大;泵的效率随着浓度的增加而下降,而最高效率点向小流量偏 移。但是英国水力研究协会(BHRA)用2英寸泵输送白垩浆体进行试验时,在最高效率区,<^ = 16%和C„ = 22%时,泵的浆体时效率高于清水时的效率;在给定的输送系统, 输送某种物料时可能存在一个最佳输送浓度。
2.第二阶段:试验研究确定数学模型
在这个阶段,主要介绍五个代表性研究成果。
(1) 1963年,板谷树、西川孝雄。他们在《关于砂泵的研究》一文中,分析了固体颗粒在砂泵中运动的规律和受力状态,同时用高速摄影机对固体颗粒在砂栗叶轮内的运动 轨迹进行拍照,并进行了分析。
固体颗粒在叶轮内的受力有离心力PV,离心惯性力Fr,压力梯度产生的力FPS和 FPN和黏性阻力Ff。
根据力的平衡条件,得到固体颗粒在运动方向和法线方向上的运动方程式,以及固体 颗粒在微小区段内相对速度公式。
利用叶轮叶片出口安放角为15°、25°、35°和45°的离心泵输送平均粒径为12.57mm (S = 2.52)、8.82mm (S = 2. 90)和5. 19mm (S = 2. 87)三种玻璃球进行试验,并对固 体颗粒运动轨迹进行高速摄影。试验结果表明,在体=25°〜35°范围内,流出角与叶片安 放角相近;颗粒出口相对速度的计算值与实测值也大体一致。
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