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  • 叶轮机简介和应用

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  第一章功课 ? 以能量转换办法辨别,叶轮呆滞有哪两类?并举例。 ? 指出下列呆滞中哪些属于叶片机类?哪些属于压气机类? 哪些属于涡轮类?为什么?(1)齿轮油泵;(2)风车; (3)竹蜻蜓(儿童玩具);(4)打气筒;(5)水力 发电站的水轮机;(6)剪发用的吹风机;(7)农业灌 溉用的水泵;(8)风机 ? 叶轮呆滞存正在几种典范的滚动办法?永诀是什么? ? 叶轮机内部滚动的杂乱性紧要呈现正在哪些方面? ? 什么是S1流面?什么是S2流面? ? 教材 ? 航空燃气轮机道理,邦防工业出书社,彭泽琰等, 2008版,第一篇 航空叶片机道理 ? 西宾 ? 桂幸民(第3、4、5、6章) ? 袁 巍(第1、2章) ? 金东海(功课/习题课) ? 侦察 ? 其它(30%),含功课、随堂测试、课外专题 ? 考核(70%) ? 游历课: ? 10月26日(周三),三号楼大厅 ? 分组(三组轮换三处游历职位,同时举办解说) ? 第一组(8:00-8:45):37040207、38040202、3904 ? 第二组(8:00-8:45):3904 ? 第三组(8:00-8:45):3904、3904 ? 第四组(8:45-9:30):3904 ? 第五组(8:45-9:30):3904、3904 ? 第六组(8:45-9:30):3904 ? 实践课 ? 叶栅(侯安平)、水槽(马壮丽)、压气机个性(刘火星)、压气 机畸变(袁巍) ? 紧要参考教材 ? 李根深、陈乃兴、强邦芳,船用燃气轮机轴流式叶 轮呆滞气动热力学(道理、安排与试验查究),邦 防工业出书社,1980 ? Cumpsty N.A., Compressor aerodynamics, Longman Scientific & Technical, 1989 ? 徐忠,离心式压缩机道理,呆滞工业出书社,1990 ? 郭立均,泵与风机(第二版),中邦电力出书社, 1997 ? 先修课程 ? 流体力学 ? 气体动力学 ? 工程热力学 ? 并行课程 ? 航空动员机道理(燃气轮机道理) ? 航空动员机布局(航空燃气轮机布局) 叶轮呆滞道理 第一章 绪论 北京航空航天大学 能源与动力工程学院 流体呆滞系 桂幸民、袁巍、金东海 2011年秋 什么是叶轮呆滞? GP7200 for the Airbus A380 T.O. Thrust 70,000 lb Bypass ratio 8.7 to 1 Fan Diameter 116 in (295 cm) 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞? 什么是叶轮呆滞 ? 几种能量转换呆滞 活塞式动员机示图谋 罗茨饱风机示图谋 旋片/滑片压缩机示图谋 什么是叶轮呆滞 ?叶轮呆滞是以接续流 动的流体为工质、以叶 片为紧要办事元件,实 现办事元件与工质之间 能量转换的一类呆滞 叶轮呆滞的分类 ? 按能量转换办法分类 ? 办事机:呆滞能 = 流体动、势能(压气机、电扇、 风机、泵、螺旋桨) ? 动力机:流体动、势能 = 呆滞能(燃气涡轮、蒸汽 涡轮、水轮机、风车) 叶轮呆滞的分类 ? 按通流滚动宗旨分类 ? 轴流式 ? 径流式 ? 斜流式 ? 组合式 1、电扇(低压压气机) 2、高压压气机;3、外涵道 4、高压涡轮;5、低压涡轮 (a)离心压气机 (b)向心涡轮 1、动叶;2、静叶 (c)斜流式压气机 叶轮呆滞的分类 ? 按有无外机匣分类 ? 闭式(稠度0.7) ? 开式(稠度0.7) 叶轮呆滞的分类 ? 按流体工质分类 ? 气体(风机、压气机、风 车、燃气涡轮…) ? 液体(泵、水轮机…) 叶轮呆滞的分类 ? 按能头分类 ? 透风机、饱风机、压气机 ? 低压泵、中压泵、高压泵 上堂课记忆: ? 叶轮呆滞是以接续滚动的流体为工质、以叶片 为紧要办事元件,完成办事元件与工质之间能 量转换的一类呆滞。 ? 叶轮呆滞的分类举措: ? 按能量转换办法: 办事机与动力机 ? 按通流滚动宗旨: 轴流、径流、斜流、组合 ? 按有无外机匣: 开式、闭式 ? 按流体工质: 气体、液体 ? 按能头: 透风机、饱风机、压气机、低压泵、 中压泵、高压泵 叶轮呆滞操纵举例 ? 轴流风机与泵 叶轮呆滞操纵举例 ? 离心风机与泵 叶轮呆滞操纵举例 ? 众级离心压缩机 1、吸气室; 2、叶轮; 3、扩压器; 4、弯道; 5、回流器; 6、蜗室; 7、8、轴端密封; 9、隔板密封; 10、轮盖密封; 11、均衡盘; 12、推力盘; 13、联轴器; 14、卡环; 15、主轴; 16、机壳; 17、援救轴承; 18、止推轴承; 19、隔板; 20、回流器导流叶片; 21、中心冷却吸气管; 22、出气管 叶轮呆滞操纵举例 ?众级离心压缩机 叶轮呆滞操纵举例 ? 涡轮增压器 叶轮呆滞操纵举例 ? 涡轮增压器 图 1.10 40GP轴流式涡轮 增压器[9] 1、压气机壳;2、扩压器; 3、压气机盖;4、压气端轴 封;5、活塞环;6、吸气导 流罩;7、活塞环座;8、主 轴;9、导风轮;10、压气 机调节片;11、压气机衬套 ;12、压气机叶轮;13、轴 承;14、压气机端轴承座; 15、止推板;16、止推轴承 ;17、导油罩;18、止推轴 承;19、轴承;20、涡轮端 轴承座;21、中心机壳;22 、涡轮叶片;23、气封;24 、喷嘴内环;25、炭晶圈; 26、挡油板; 27、涡轮盘 ;28、喷嘴叶片;29、喷嘴 外环;30、31、底脚;32、 涡轮进气壳 叶轮呆滞操纵举例 ? 航空动员机中的叶轮呆滞 航空动员机中的叶轮呆滞 航空动员机的分类: 航空动员机中的叶轮呆滞 涡扇动员机 涡喷动员机 涡轴动员机 涡桨动员机 桨扇动员机 航空动员机中的叶轮呆滞 最早产生的航空燃气涡轮动员机: 航空动员机中的叶轮呆滞 航空燃气涡轮动员机的压气机和涡轮紧要参数: 叶轮呆滞内部滚动的杂乱性 ?外里流区别 ? 叶型不是单独存正在 ? 扭转叶片从根到尖的 展向滚动转变大 ? 非对称进出口界限条 件 ? 宗旨区别。以通道激 波举例证明 叶轮呆滞内部滚动的杂乱性 ?滚动杂乱性 ? 滚动的三维性 ? 流体的可压缩性 ? 激波 ? 流体的粘性 ? 界限层 ? 二次流 :周向二次流、 径向二次流(潜流)、间 隙流 ? 滚动的非定常性 ? 失速、喘振 ? 转静插手 叶轮呆滞内部滚动的杂乱性 叶轮呆滞叶片内部滚动的 杂乱性示意 叶轮呆滞内部杂乱滚动的简化模子 ? 叶轮呆滞开展追溯 ? ? ? ? ? 公元220年前,发觉风车(中邦) 公元1000年前,走马灯产生(中邦) 二十世纪初,一维安排(蒸汽轮机) 二三十年代,二维安排与试验(叶栅) 四十年代初,慢慢酿成了亚音速轴流式压气机气动安排的外面 (NASA-SP-36) ? 三十年代后,单纯径向均衡的算计举措 ? 六十年代,准三维安排、三维滚动了解 ? 近十年,随算计机本领的有用操纵,叶轮呆滞又进入另一个迅疾 开展期,其紧要发扬为: ? 叶片不再是叶型的单纯积叠,三维叶片型面临滚动的影响被更充塞地 响应; ? 三维数值本领的有用使用加快了叶轮呆滞的安排成型周期,此中征求 对粘性和非定常个性更细化的推敲; ? 实践本领跟着测试及数据执掌才气的提升不妨供给更精细的滚动细节 叶轮呆滞内部杂乱滚动的简化模子 ? 20世纪五十年代,中邦旅美学者吴仲华先生提 出两个流面(S1和S2 )的外面,叶片机安排的 外面算计查究开端赢得冲破性开展。 ? 20世纪60年代Novak等人开展出了S2流面上的 流线曲率法(流线迭代法)。 ? 流线曲率法将三维空间题目化简为S2流面上的 准三维题目。 ? 添加两个模子方程(体味相合式): 滚动吃亏模子 和 落伍角模子 叶轮呆滞内部杂乱滚动的简化模子 ? 吴仲华两族流面外面 ? Wu,C.H.,A General ThroughFlow Theory of Fluid Flow with Subsonic or Supersonic Velocity in Turbomachines of Arbitrary Hub and Casing Shapes,NACA TN 2302, 1951. ? Wu,C.H.,A General Theory of Three-Dimensional Flow in Subsonic and Supersonic Turbomachines of Axial-,Radial-, and Mixed-Flow Types,NACA TN 2604,1952. 叶轮呆滞内部杂乱滚动的简化模子 图 1.13 S1流面示图谋[1] 图 1.14 S2流面示图谋[1] 叶轮呆滞内部杂乱滚动的简化模子 ? S1流面:与某等轴向平面的交线是个圆弧 ? 响应叶片之间的滚动,性子上存正在翘曲 ? 简化为以子午面线为母线,绕叶轮呆滞轴旋成的回 转面 ? 早期:圆锥面(轴流级);目前:采用纵情反转面 的观点 ? 定夺基元流,早期为叶栅滚动 叶轮呆滞内部杂乱滚动的简化模子 ? S2流面:与某等轴向平面的交线是条径向线 ? 响应叶片间展向的均匀滚动 ? 发扬办法: ? 核心流面法 ? 周向均匀法 ? 轴对称法 叶轮呆滞气动安排经过简介 ? 本能预估 ? 通流安排 ? 叶片制型安排 ? 三维数值了解 ? 实践验证 叶轮呆滞气动安排经过简介 ? 三维数值了解 叶轮呆滞气动安排经过简介 ? 三维数值了解 叶轮呆滞气动安排经过简介 ? 三维数值了解 叶轮呆滞气动安排经过简介 ? 三维数值了解 叶轮呆滞气动安排经过简介 ? 三维数值了解 叶轮呆滞气动安排经过简介 ? 三维数值了解




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