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  • 叶轮机械的基本理论讲义PPT(30张)

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  叶轮刻板的基础外面教材PPT(30张)_刻板/仪外_工程科技_专业原料。第二章 叶轮刻板的基础外面 正在实践叶轮刻板中的滚动黑白常纷乱的:是三元、担心静的粘性滚动,还 有可以是超音速的滚动。同时,叶轮刻板的几何体式和尺寸也黑白常纷乱的。 为了阐述利便,往往对纷乱的滚动举行简

  第二章 叶轮刻板的基础外面 正在实践叶轮刻板中的滚动黑白常纷乱的:是三元、担心静的粘性滚动,还 有可以是超音速的滚动。同时,叶轮刻板的几何体式和尺寸也黑白常纷乱的。 为了阐述利便,往往对纷乱的滚动举行简化打点,如正在流体刻板中的滚动是: (1)安静滚动:即流体通过谋略面某一点的参数不随年华的变革而变革。 (2)一元滚动:即流体通过谋略面时,其参数只沿滚动目标变革,而正在与流 动目标相笔直的截面稳定化。 (3)和外界没有热换取:即绝热滚动。 (4)不研究粘性的个别影响, 只研究集体上的能量吃亏。 如许简化打点之后,可能餍足工程央浼。 1 第一节 叶轮刻板的楷模组织 一、楷模组织 叶轮刻板有汽轮机、燃气轮机、叶轮泵、透平压缩机、风机,其组织 大概相像,也有区别,其合伙特性: 1. 离心式管事机 ? 单级单吸离心泵和透风机(图2—1,图2—2):其通流个别由吸入口 (进气口)、叶轮、涡壳构成。两轴承正在叶轮的一侧,叶轮悬臂,流 体轴向吸入。液体刻板,众为铸件或锻件;风机大凡为薄板冲压后焊 接成型。 2 ? 管事经过:管事机由电动机带头挽回,正在叶片功用下,变成吸入力, 使叶轮中的流体得回能量,进入涡壳,此时流体速率低浸,压力升高, 然后从扩散管流出。因为叶轮不断运转,流畅就不休地由叶轮吸入和排 出,转轴的刻板能就不休地转换为流体的压力能和速率能。 3 ? 双吸单级离心泵(图2-3): 其通流个别由吸入口(进气 口)、叶轮、涡壳构成。其 叶轮相当于两个单吸叶轮背 靠背联成一体,流体从叶轮 两侧吸入,故吸入流量大。 这种组织的吸入室纷乱,流 体经常是径向流入。 4 ? 众级离心泵(图2-4) 图2-4为4级离心泵,有4个叶轮、吸入室、涡壳和4个径诱导叶和反 导板构成。众级呆板的功率大。 双吸单级离心透风机、胀风机和众级离心压缩机和泵组织好像。 5 2. 轴流式原动机(图2—5) 3. 图2—5所示为单级汽轮 机示希图。具有肯定压力、温度 的蒸汽起首正在喷嘴中膨胀加快, 其压力低浸、温度低浸,速率增 加。将热能转换成高速汽流的动 能;然晚辈入动叶通道,汽流受 到动叶体式的挫折,革新目标, 出现对叶片的功用力,胀励叶轮 挽回做功。完工能量转换经过。 (图2-5) 6 3. 轴流式管事机 单级轴流透风机(图2-6):其通流个别由集风器、叶轮、导叶和扩散管 构成。 管事经过:气流进入集流器(吸入室), 正在叶轮中取得能量,正在导叶3内速率减小, 压力降低,革新目标,末了正在扩散管内 进一步减小速率,压力进一步降低。 7 4. 原动机和管事机撮合装配: ? 透平膨胀机(图2-7) 从压缩机来的高温、高压 气氛通过透平膨胀机,其 温度消浸,正在膨胀机叶轮 上的作功由制动风机叶轮 所损耗。如图所示,两叶 轮完整对称,为径—轴流 式、单级、单吸。 8 ? 增压器 (图2-8)所示为内燃机用的增 压器,由由吸入口、叶轮、叶片 扩压器和涡壳构成。增压器由膨 胀机(右边所示)拖动。 9 ? 航空涡轮喷气策动机(图2-9):此中有17级的轴流压气 机和3级轴流式气轮机(涡轮)每一级都有各自的导向叶 片。 10 二、级 叶轮刻板的级是由一组固定的导向叶片(静叶栅、喷嘴叶栅)和一组安 装正在动叶轮上一组动叶片所构成。它是叶轮刻板最小的管事单位。 图2-10为叶轮立体图;叶轮是流体(工质)能量与外界刻板功举行传达 的独一部件。 11 ? 图2-10为径流式级{(a)为压缩刻板,(b)膨胀刻板。};此中,压缩 刻板是外界输入刻板功给流体;膨胀刻板是流体对外输出刻板功。 12 图2—11轴流式级,实线方 向为压缩刻板,虚线目标为 膨胀刻板。 透风机和泵常用单级组织, 即一个进气室、一个叶轮、 一个涡壳构成。径流式涡轮 机也众用单级组织。但单级 呆板出口压力小,须采用众 级串联步地。如众级汽轮机、 众级压缩机。 13 第二节 流体正在叶轮中的运动阐述 一、叶轮替道投影图 左图的叶片大凡为空间曲面, 是闭于轴对称的,故用柱面坐标吐露 为利便。用z轴吐露轴向,r为半径方 向,θ为圆周目标。则叶片轮廓可用 曲面方程吐露 ? ??(r,z) (2-1) ? ??(r,z) 叶片上恣意一点的空间地方,可用坐标( (ra ,?a , za ) )吐露。 ? 轴面投影图清静面投影图:轴面是指过叶轮轴线的平面(子午面)。轴 面投影图是将每一点绕轴线挽回肯定角度到统一轴面而成。 14 二、流体正在叶轮中的滚动速率 正在圆柱坐标系中,恣意矢量可用其正在三个目标上的分量吐露。速率矢量c 剖判为圆周、径向和轴向三个分量 c?cr ?cz ?cu 径向分量和轴向分量的合成为 cm ?cr ?cz c m 称为轴面速率,它和圆周速率合成速率矢量 c ? cm ?cu (2—4) 各分量均为正交,故有 (2—2) (2—3) c? cu 2?cm 2? cr2?cz2?cu 2 (2—5) 15 叶轮的流线为空间弧线,则空间弧线绕轴挽回一周所变成的反转面称 为流面,反转面与轴面的交线即是流线的轴面投影称为轴面流线) 三、绝对运动与相对运动 因为叶轮正在挽回,故流体质点相对待静坐标系的绝对运动与相对待叶 轮的运动是区别的。如图2—17为径流式叶轮中流体滚动情景。a为叶轮不 动时流体正在叶轮中的流线。b为叶轮转动时叶轮上固体质点运动轨迹,c为 叶轮绝对运动的轨迹。图2—18为轴流式叶轮中的相对与绝对运动。依据速 度合成,则绝对速率是相对速率和干连速率之矢量和。 c?w?u (2—7) 此中,c为绝对速率,w为相 对速率,u为圆周速率。 图2—17 图2—18 16 图2-19为速率三角形。C和w可剖判为圆周分量和周向分量。即 cm ? wm u ? cu ? wm (2—8) 图2-19 17 第三节 叶轮刻板的基础方程式 一、叶轮进出口速率三角形: 对待叶轮旋进展械




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