叶轮的概述，常用材料及副叶轮的简单介绍

　　叶轮既指装有动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分。又指轮盘与安装其上的转动叶片的总称。

　　一、叶轮的概述

　　叶轮既指装有动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分。又指轮盘与安装其上的转动叶片的总称。　　《离心泵名词术语》

　　（离心泵的）叶轮--把能量传给液体的具有叶片的旋转体。

　　《化工用离心式压缩机名词术语》

　　（离心式压缩机）叶轮--是级中作功的元件，它由叶片、轮盘、轮盖等零件所构成；气体在其流道中获得能量。

　　《液力传动术语》

　　（液力偶合器）叶轮--具有一列或多列叶片的工作轮。分离心叶轮、向心叶轮、轴流叶轮。

　　（轴流式压缩机）叶轮--由动叶栅和轮盘组成的组合件，是转子的主要部分。它是轴流式压缩机中唯一向气体传递能量的部件。

　　《搅拌设备名词术语》

　　搅拌设备(叶轮）--现用，搅拌器。不再使用叶轮，搅拌轮。

　　二、叶轮分类

　　离心泵叶轮主要有以下4种形式,（a）闭式；（b）前半开式；（c）后半开式；（d）开式-叶轮；2-后盖板；3-轮毂；4-前盖板；5-叶轮密封环；6-加强筋闭式叶轮由叶片与前、后盖板组成。闭式叶轮的效率较高，制造难度较大，在离心泵中应用最多。适于输送清水,溶液等黏度较小的不含颗粒的清洁液体。

　　半开式叶轮

　　一般有两种结构：其一为前半开式，由后盖板与叶片组成，此结构叶轮效率较低，为提高效率需配用可调间隙的密封环；另一种为后半开式，由前盖板与叶片组成，由于可应用与闭式叶轮相同的密封环，效率与闭式叶轮基本相同，且叶片除输送液体外，还具有(背叶片或副叶轮的)密封作用。半开式叶轮适于输送含有固体颗粒、纤维等悬浮物的液体。半开式叶轮制造难度较小，成本较低，且适应性强，在炼油化工用离心泵中应用逐渐增多，并用于输送清水和近似清水的液体。

　　开式叶轮

　　只有叶片及叶片加强筋，无前后盖板的叶轮（开式叶轮叶片数较少2-5 片 )。叶轮效率低,应用较少，主要用于输送黏度较高的液体，以及浆状液体。

　　离心泵叶轮的叶片一般为后弯式叶片。叶片有圆柱形和扭曲形两种，应用扭曲叶片可减少叶片的负荷，并可改善离心泵的吸入性能，提高抗汽蚀能力，但制造难度较大，造价较高。

　　炼油化工用离心泵要求叶轮为铸造或全焊缝焊接的整体叶轮。焊接叶轮发展起来，多用于铸造性能差的金属材料（如铁及其合金）制造的化工用特种离心泵。焊接叶轮的几何精度和表面光洁度均优于铸造叶轮， 有利于提高离心泵的效率。

　　形状分类

　　离心式叶轮类

　　离心通风机叶轮的叶片形状有单板型、圆弧型和机翼型等几种，如图1所示。机翼型叶片具有良好的空气动力学特性，效率高、强度好、刚度大。其缺点是，制造工艺复杂，并且当输送含尘浓度高的气体时，叶片容易磨损，叶片磨穿后，杂质进入叶片内部，使叶轮失去平衡而产生振动。平板型直叶片制造简单，但流动特性较差，而平板曲线后向叶片与翼型叶片相比，除高最效率点附近效率低些外，其它工况点的效率是相当接近的。

　　前向叶轮类

　　前向叶轮一般都采用圆弧型叶片，后向叶轮中，大型风机多采用翼型叶片，对于除尘效率较低的燃煤锅炉引风机可采用圆弧型或平板型叶片。采用平板型叶片的离心风机较多。

　　左图 叶片形状

　　（a）平板叶片；（b）圆弧窄叶片；（c）圆弧叶片；（d）机翼型叶片；（e）平板曲线后向叶片折叠编辑本段压缩叶轮又称工作轮。离心式压缩机中惟一对气流作功的元件。转子上的最主要部件。一般由轮盘、轮盖和叶片等零件组成。气体在叶轮叶片的作用下，随叶轮作高速旋转，气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使它通过叶轮后的压力得到提高。

　　对叶轮的要求

　　能给出较大的能量头；(2)气体流过叶轮的损失要小，即气体流经叶轮的效率要高；(3)气体流出叶轮时各参数合宜，使气体流过后面固定元件时的流动损失较小；(4)叶轮型式能使级或整机性能曲线的稳定工况区及高效区范围较宽。常分为闭式、半开式和开式叶轮。

　　在风力发电机组中，叶轮由轮毂和叶片组成。风经过叶轮，带动叶轮转动，从而带动发电机转动，将风能转化为电能。此时，要求叶轮转动时有足够大的迎风面，以从风中提取足够多的能量；同时，在风速过大时，要能够自动调整叶片迎风角度，避免因受力过大而损坏机械。

　　叶轮的常用材料

　　铸铁，青铜，不锈钢，锰青铜，蒙乃尔合金，INCONEL, 及非金属材料。

　　非金属材料成分

　　塑料，酚醛树脂等等。

　　酚醛树脂做的叶轮的国内还没有，美国有家SIMS公司是专业做这种石墨基增强酚醛树脂纤维材料SIMSITE，并且已经应用于离心泵的叶轮。酚醛树脂耐碱性极好，极其适合用于泵送海水的工况。

　　所谓的副叶轮流体动力密封是指在泵的叶轮后盖板背面附近同轴反方向安装一开式叶轮。当泵工作时，副叶轮随泵主轴一起旋转，副叶轮中的液体也会一起旋转，转动的液体会产生一个向外的离心力，这个离心力一方面顶住流向机械密封处的液体，降低了机械密封处的压力。另一方面阻止介质中的固体颗粒进入机械密封的摩擦副中，减少机械密封磨块的磨损，延长了其使用寿命。

　　副叶轮除了起到密封作用外，还可以起到降低轴向力的作用，在潜污泵中轴向力主要是由液体作用在叶轮上的压差力和整个转动部分的重力所组成，这两个力的作用方向是相同的，合力是由两个力相加而成。可以看出，在性能参数完全相同的情况下，潜污泵的轴向力比一般卧式泵要大，而平衡难度比立式泵要难。所以在潜水排污泵中，轴承容易损坏其原因也是与轴向力大有着很大的关系。

　　而如果安装了副叶轮，液体作用在副叶轮上压差力的方向是与上述两力的合力相反的，这样可以抵消一部分轴向力，也就起到了延长轴承寿命的作用。但是使用副叶轮密封系统也有一个缺点，那就是在副叶轮上要消耗一部分能量，一般在3%左右，但是只要设计合理，完全可以把这部分损失降低到最低限度。