离心式泵与风机的叶轮理论.pdf

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1、第1章泵与风机的叶轮理论离心叶轮轴流叶轮问题1：离心叶轮叶片和轴流叶轮叶片各自流动特点是什么？设计理论依据是什么？问题2：叶轮转动对流体做功，流体获得的能量大小如何衡量？1.11.1离心式离心式泵与风机的叶轮理论泵与风机的叶轮理论1.1离心式泵与风机的叶轮理论主要内容•离心式泵与风机的工作原理•流体在叶轮中的运动及速度三角形•能量方程及分析•离心式叶轮叶片型式的分析•有限叶片叶轮中流体的运动•滑移系数和环流系数1.1离心式泵与风机的叶轮理论主要内容•离心式泵与风机的工作原理•流体在叶轮中的运动及速度三角形•能量方程及分析•离心式叶轮叶片型式的分析•有限叶片叶轮中流体的运动•滑移

2、系数和环流系数1.1离心式泵与风机的叶轮理论•离心式泵与风机的工作原理轴面投影平面投影1.1离心式泵与风机的叶轮理论•离心式泵与风机的工作原理轴面投影以轴线为圆心，把叶片旋转投影到轴面上的投影图（圆弧投影法）。轴面，又称子午面，是通过轴线的平面。平面投影把前盖板去掉后投影到平面上的投影图。平面，是垂直于轴线的平面。1.1离心式泵与风机的叶轮理论•离心式泵与风机的工作原理假设：叶轮内外封闭222pp21u2u122rr21gg22g离心力使叶轮外缘压力增加，且随半径、转速的升高而增大。工作原理叶轮不封闭：在离心力的作用下，流体不断被吸入和排出，形成离心泵与风

3、机的连续工作。1.1离心式泵与风机的叶轮理论主要内容•离心式泵与风机的工作原理•流体在叶轮中的运动及速度三角形•能量方程及分析•离心式叶轮叶片型式的分析•有限叶片叶轮中流体的运动•滑移系数和环流系数1.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形流动分析假设叶轮中叶片无限多、无限薄，流体微团的运动轨迹与叶片的外形曲线重合；流体为理想流体；流动为定常；流体在叶轮中的流动为轴对称的；流体不可压；1.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形a)圆周运动b)相对速度c)绝对运动流体在叶轮流道中的运动是一种复合运动，即:v=u+w绝对速度圆周速

4、度相对速度1.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形由圆周速度、相对速度、绝对速度三个速度矢量组成的矢量图，称为速度三角形。圆周分速度vu=v·cosvvw轴面速度vm=v·sinm与叶轮的流量相关vuuv=v+vmra两个分速度、两个角度径向速度轴向速度1.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形由圆周速度、相对速度、绝对速度三个速度矢量组成的矢量图，称为速度三角形。圆周分速度vu=v·cosvvw轴面速度vm=v·sinm与叶轮的流量相关vuuv=v+vmra两个分速度、两个角度轴面流线为径向时：v=0,

5、v=varm1.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形由圆周速度、相对速度、绝对速度三个速度矢量组成的矢量图，称为速度三角形。圆周分速度vu=v·cosvvw轴面速度vm=v·sinm绝对流动角vu流动角u相对流动角两个分速度、两个角度叶片安装角a几何角1.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形相对气流角：相对速度w与圆周速度u反方向夹角。叶片安装角：叶片切向与圆周速度u反方向夹角。a切向wvauvwvmvuu1.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形例1-1：下列说法正确的是

6、（）A.绝对流动角是绝对速度v和圆周速度u反方向的夹角。B.相对速度w的方向为所在处的叶片切向方向（指向叶轮出口）。C.叶片安装角为叶片的切线方向（指向叶轮出口）a与圆周速度u反方向的夹角。D.相对流动角是相对速度w与圆周速度u的夹角。1.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形vwvmvuu约定：下标“1”表示叶片进口处的参数；下标“2”表示叶片出口处的参数；下标“∞”表示无限多叶片时的参数。1.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形速度三角形的计算：vwvDnm(1)圆周速度u：u60vuu(2)轴面速度v：

7、理论体积流量m实际体积流量qqqVTVVvmAADbVV断面过流面积容积效率排挤系数排挤系数--表示叶片厚度对过流断面面积减小的程度。如：水泵进口=0.75~0.88；水泵进口=0.85~0.95。121.1离心式泵与风机的叶轮理论•流体在叶轮中的运动及速度三角形速度三角形的计算：vwvDnm(1)圆周速度u：u60vuu(2)轴面速度v：mqqqVTVVvmAADbVV(3)相对流动角：叶片无限多时，=；出口相对流动角在设计时可根据经