叶片式流体机械能量转换ppt课件.ppt

《叶片式流体机械能量转换ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章叶片式流体机械能量转换2-1流体在叶轮中的运动分析2-2叶片式流体机械的基本方程2-3过流部件的作用原理2-4流道中介质状态参数的变化2-5变工况的流动分析2-6流体机械内的能量平衡2-7流体机械的效率2-8有限叶片数的影响2-9反作用度2-1流体在叶轮中的运动分析一、几个概念及进出口边符号确定二、叶轮中的介质运动1．速度的合成与分解2.绝对运动和相对运动三、几个基本概念1．流面2.轴面流线3.过流断面一、几个概念及进出口边符号确定流体机械叶片表面一般是空间曲面，为了研究流体质点在叶

2、轮中的运动规律，必须描述叶片。叶片在柱坐标下是一曲面方程，但解析式一般不可能获得。工程上借助几个面来研究：1平面投影：平面投影是将叶片按工程图的做法投影到与转轴垂直的面上。2轴面（子午面）：通过转轮上的一点和转轮轴线构成平面：（一个转轮有无数个轴面，但是每个轴面相同）3轴面投影：它是将叶片上每一点绕轴线旋转一定角度投影到同一轴面上的投影，叫轴面投影。如图2－2。4流线如图2－4。5迹线6轴面流线如图2－4。进出边符号确定：P--代表高压边S--代表低压边P对风机，泵，压缩机，一般出口边对

3、水轮机进口边S对风机，泵，压缩机，一般是进口边，对水轮机是出口边二、叶轮中的介质运动1．速度的合成与分解2.绝对运动和相对运动1．速度的合成与分解流体机械的叶片表面是空间曲面，而转轮又是绕定轴旋转的，故通常用圆柱坐标系来描述叶片形式及流体介质在转轮中的运动。在柱坐标中，空间速度矢量式可分解为圆周，径向，轴向三个分量。将Cz,Cr合成得Cm,Cm位于轴面内（和圆周方向垂直的面），故又叫轴面速度。如图2－3所示.2.绝对运动和相对运动在流体机械的叶轮中，叶片旋转，而流体质点又有相对转轮的运动，这样

4、根据理论力学知识质：叶轮的旋转是牵连运动。流体质点相对于叶轮的运动叫相对运动，其速度叫相对速度，这样，流体质点的绝对速度为这两速度的合成，即其中是叶轮内所研究的流体质点的牵连速度。绝对速度和相对速度如图2-7,14,15所示.三、几个基本概念①流面：在叶轮机械中，空间流线绕轴线旋一周形成的回转面叫流面。对于一个叶轮又无数个流面。径流式：流面可以近似看成一个平面。轴流式：流面可以近似看成一个圆柱面，展开后是平面。混流式：流面是一个曲锥面，不可展开。有时为了研究方便，近似看成一个圆锥面。圆锥可以展开

5、。②轴面流线：流面与轴面的交线叫轴面流线。（一个转轮有无数条轴面流线）③过流断面（过流断面面积）在轴面上作一曲线与轴面流线正交，该曲线绕轴线旋转一周而形成的回转面称轴面流动的过流断面。该断面面积决定了轴面速度的平均值。过流断面面积：2-2叶片式流体机械的基本方程一、进出口速度三角形(一)工作机的进出口速度三角形(二)原动机的进出口速度三角形二、欧拉方程式三、能量方程与伯努利方程四、叶片式流体机械设计理论概述(一)工作机的进出口速度三角形从水头、扬程等定义看，要研究叶片与介质的能量交换，研究叶片进

6、出口的流动非常重要。以纯径向叶轮为例来研究。已知：n,qv。1.进口速度三角形进口速度三角形计算步骤2.出口速度三角形出口速度三角形计算步骤进口速度三角形计算步骤①②进口处轴面液流过流断面面积由于叶片存在阻塞。排挤系数：于是真实③Cu1和1的确定若无导流器，对于直锥形，弯管形，环形吸入室，Cu1=0。对于有导流器及半螺旋形吸入室，Cu1的值依吸入室尺寸或导流叶片的角度定。一般取流体进入叶片无冲击，称无冲击入口（进口）。出口速度三角形计算步骤①圆周速度②出口轴面速度③出口流动角一般认为，在叶片数

7、无限多假定下介质流动的相对速度方向一定于叶片相切，但在叶片数有限情况下，如何画呢？目前难以确定，得求助于其他条件。(二)原动机的进出口速度三角形以水轮机为例说明：反击式水轮机：进口速度三角形及出口速度三角形冲击式水轮机：进口速度三角形及出口速度三角形反击型水轮机进口速度三角形1已知（依导水机构，活动导叶工作情况定）出口速度三角形①②③当，这时的出口情况叫法向出口。这种水轮机，在一定流量下，法向出口流速小（），带走的能量小，水轮机效率高。冲击式水轮机特点：冲击式水轮，水流不充满叶间流道，具有一个自

8、由表面，故轴面速度和Cm和流道尺寸无直接关系。进口速度三角形①,为喷嘴出口面积②③此时速度三角形退化为一条直线。出口速度三角形①②③二、欧拉方程式欧拉方程推导的假设：①叶片上的叶片数无穷多，叶片无限薄，叶轮内流动是轴对称的，并且相对速度的方向与叶片相切；②相对流动是定常的；③轴面速度在过流断面均匀分布。欧拉方程式推导过程。解释：应用动量矩定量推导，取控制体如虚线所示。单位时间流出控制面的流体动量矩为流入的动量矩为由于流动定常，控制面内的动量矩不变，因此，依动量矩定理有：若不考虑叶轮内的水力