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2.5.3 绕水平轴转动容器中液体的相对平衡

离心泵在出口完全关闭时,泵腔内的液体在叶轮带动下旋转,在这种场合下,可以认为液体像刚体一样转动,即处于相对平衡状态。现来求泵壳内空间 C 的液体内压强分布规律及等压面的性质,如图 2.24 所示。

(1)压强分布规律

作用在距转轴为 r 的点 m 上的液体质点上单位质量流体的质量力为

图 2.24 绕水平轴转动容器内液体的平衡

将其代入式(2.5)

积分,得

由于离心泵转速很高,其离心惯性力很大,重力作用可略去不计,则得压强分布规律表达式为

常数 C 可根据泵工作叶轮出口半径 r 2 及出口压强 p 2 的边界条件得

这样,压强分布规律可用下式表示为

(2)等压面方程

绕水平轴旋转液体等压面方程可将 X Y Z 值代入式(2.10)就得等压面方程式,即

这个方程可以变成如下的形式,即

由此可见,等压面为一簇同心圆柱面,其中心轴平行于 x 轴并沿 z 轴向上移了一段 的距离。

如果将液体重量略去不计,则等压面的方程式为

在这种情况下,等压面也是圆柱面,其中心轴和 x 轴重合。 RnfON66R55m585ozUJ1TWBq3xkumB796bZE/yu1xlagNpUZw8kfgId3S5R1GwUry

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