攪拌器的流體徑向力

   上一篇我們介紹了軸承受力主要取決于流體徑向力，本節介紹流體徑向力的計算。

   流體的徑向力是來自作用在葉輪上的力的不平衡部分，如果流體通過葉輪的流動*對稱，則沒有流體徑向力。假設葉輪在無限大的流體中轉動，通過葉輪的流體*對稱，葉輪制造得十分，就應當沒有流體作用力。此處需要指出的是，流體徑向力僅針對雷諾數較大的情況而言，對于層流的情況或高粘流體，則談不上流體徑向力。

    根據扭矩與作用力的關系，如果作用在葉片上的等效力是作用在葉輪的有效半徑上，則流體徑向力可從力等于扭矩除以力臂的扭矩方程得出：

    假定所有的流體都作用到攪拌器葉片的端部，則有效半徑等于葉輪半徑，但是攪拌器的葉片從根部到端部都受到流體的作用力，故有效半徑肯定小于葉輪半徑，如下圖所示。有人假定有效半徑為葉輪半徑的3/4，有人假定有效半徑為葉輪半徑的0.7倍，HG20569中假定有效半徑是葉輪半徑的3/4，可求出流體徑向力為：

    從公式可知，流體徑向力與葉片數目呈反比。理論上，作用在葉片上的力是對稱的，流體徑向力是0，但實際上每個瞬間各個葉片上的徑向力都不相等，這些不平衡力導致扭矩發生變化并形成彎矩。

流體平均作用力等效點

    事實上，流體徑向力不僅和葉片數量有關，也和釜的結構、內構件、物料粘度、雷諾數等密切相關，將攪拌葉片數量等參數合并成流體徑向力系數K，可將流體徑向力F_h表達為：

式中 M’——攪拌器的扭矩，Nm

K——流體徑向力系數

 

    從公式中可見，流體徑向力和流體徑向力系數呈正比，流體徑向力系數與攪拌器型式相關，下一部分我們將繼續介紹不同狀態下攪拌器的流體徑向力系數。