葉輪是沖動式汽輪機轉子的組成部分,既指裝有動葉的輪盤,又可以指輪盤與安裝其上的轉動葉片的總稱。葉輪可以根據形狀以及開閉合情況進行分類。
一、葉輪分類:
1、閉式葉輪
由葉片與前、后蓋板組成。閉式葉輪的效率較高,制造難度較大,在離心泵中應用多。適于輸送清水,溶液等黏度較小的不含顆粒的清潔液體。
2、半開式葉輪
一般有兩種結構:其一為前半開式,由后蓋板與葉片組成,此結構葉輪效率較低,為提高效率需配用可調間隙的密封環;另一種為后半開式,由前蓋板與葉片組成,由于可應用與閉式葉輪相同的密封環,效率與閉式葉輪基本相同,且葉片除輸送液體外,還具有(背葉片或副葉輪的)密封作用。半開式葉輪適于輸送含有固體顆粒、纖維等懸浮物的液體。半開式葉輪制造難度較小,成本較低,且適應性強,在煉油化工用離心泵中應用逐漸增多,并用于輸送清水和近似清水的液體。
3、開式葉輪
只有葉片及葉片加強筋,無前后蓋板的葉輪(開式葉輪葉片數較少2-5 片 )。葉輪效率低,應用較少,主要用于輸送黏度較高的液體,以及漿狀液體。
二、比轉速與葉輪的關系
因為ns是泵幾何相似的準則,所以可按ns對泵進行分類,又因為ns是運動相似的準則,所以又可按ns對泵特性曲線(運動參數的外部表現形式)的趨勢進行分類。運動相似的前提條件是幾何相似,所以泵特性曲線的形式和泵的幾何形狀有關。
比轉速由低到高,泵參數一般由小流量向大流量變化,揚程則又高到低變化。理論上,只要葉輪出流存在徑向流動,隨著比轉速的增大(泵比轉速),壓水室(導流殼)的體積將會變得非常龐大,因此終流動方向變成軸向流動才是合理的。
比轉速小于23的一般為旋渦泵,比轉速大于23小于300的泵,一般為離心泵(比轉速=23~80為低比轉速,比轉速=80~150為中比轉速,比轉速=150~300為高比轉速);大于300小于500的泵一般為混流泵;大于500小于1500的泵一般為軸流泵。
離心泵的揚程-流量曲線一般呈單調下降的拋物線形式(低比轉速泵容易出現駝峰,即曲線上有點)。混流泵和軸流泵曲線呈馬鞍形(曲線有拐點)。
三、葉輪防腐措施:
風機葉輪的腐蝕磨損主要是風機輸送介質中含有腐蝕性氣體引起的腐蝕及應力腐蝕。由于輸送介質不同引起的腐蝕種類也不同。為了防止腐蝕及葉輪腐蝕磨損的發生,通常采用以下措施:選用耐蝕作用強的不銹鋼做葉輪材料;在葉輪表面上涂鍍或噴涂防腐層和提高葉輪表面質量以解決腐蝕磨損問題。
1、耐腐蝕磨損材料
奧氏體不銹鋼(如1Cr18Ni9Ti)屈服強度低,不適宜制造轉速高的葉輪,適用于作為一般的低速風機防腐葉輪材料。在含有CO2等帶腐蝕性氣體及煙霧的介質時主要用Cr13類不銹鋼,但應注意應力腐蝕,而要求耐蝕性強轉速高的風機葉輪則廣泛使用了馬氏體沉淀不銹鋼,如0Cr17Ni4Cu4Nb及FV520B等。
2、葉輪耐蝕層的涂鍍
非晶鍍鎳—磷(Ni-P)合金是當今比較成功的一種表面防腐涂鍍方法。由于理想的非晶態結構和鍍層的合金特性,避免了晶界腐蝕和晶界缺陷,鍍層硬度為HRC50~70的Ni-P合金鍍層耐腐蝕、耐磨損及對鹽酸、硫酸、磷酸和燒堿的耐蝕性強。風機葉輪表面涂鍍非晶鍍鎳—磷(Ni-P)合金作為一種良好的耐腐蝕工藝方法。
3、葉輪耐蝕層的噴涂
風機葉輪耐蝕性噴涂有表面熱噴涂及等離子噴涂等。噴涂材料有鎳及鎳合金絲、粉;不銹鋼絲、粉等。鎳及鎳合金噴涂層對氫硫酸、磷酸、氰化氫酸、氫氟酸、醋酸、硫酸亞鐵溶液和干燥氣等介質,耐腐蝕性較好,但對鹽酸、硝酸、醋酸鉀、亞硫酸等介質,耐腐蝕性則不好。不銹鋼中的奧氏體不銹鋼用于熱噴涂較多,如1Cr18Ni9Ti,具有良好的工藝性,在多數氧化性介質和某些還原性介質中有較好的耐蝕性。
風機葉輪耐蝕性還有其他一些方法,比如橡膠防腐涂料,環氧樹脂涂料等。風機葉輪的耐磨與防腐方法較多,受風機運行系統工況條件及葉輪制造工藝方法不同的限制,風機葉輪的耐磨與防腐方法各企業也有差異。