流体机械原理VIP专享

1 / 45 第二章叶片式流体机械的能量转换§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),,(zr，但解析式一般不可能获得。工程上借助几个面来研究：基本概念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。4．流线5．迹线6．轴面流线2 / 45 进出边符号确定：（本书规定）P 代表高压边P 对风机，泵，压缩机，一般S 代表低压边出口边对水轮机进口边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：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。uzrCCCC将 Cz,Cr 合成得 Cm, zrmCCCCm 位于轴面内 （和圆周方向垂直的面） ，故又叫轴面速度。3 / 45 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uwC其中 u 是叶轮内所研究的流体质点的牵连速度在流体机械的静止部件内，没有牵连速度，相对运动的轨迹和绝对运动重合。用速度三角形，表示上述关系，即得：依速度合成分解，将C 分解为沿圆周方向的分量 Cu及轴面上的分量 Cm，从速度三角形知： Cm=Wm uuWCu或uuWCu叶轮内，每一点都可作出上述速度三角形。w 和 u的夹角β 称为相对流动角（介质为液体，叫液流角；介质为气体，叫气流角）C 和 u 夹角α叫绝对流动角。叶片骨线沿流动方向的切线和u 方向的夹角叫叶片安放角b 。作速度三角形很重要，但最重要的是叶轮进出口的速度三角形。三、几个概念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。对于一4 / 45 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...