能源动力装置基础.ppt

第二章 叶轮机械的基本理论 典型结构与级(轴流\离心) 能量转换(速度三角形;动量和动量矩;欧拉方程) 典型静止通流部件 一元流动分析. 第二章 叶片机械（透平机械）基本理论 小结: 1.叶轮机械的典型结构有哪些?特点? 2.轴流级与离心级如何组成,其二维图如何表示(子午面+径向~周向),试划出图,并标明流动方向(以工作机为例). 第二节 叶轮中能量转换 例1：离心叶轮的流量qv=56700m3/h,出口直径 例1图 例2、轴流叶轮的流量qv=38m3/s，叶片顶部直径 * 能源动力 * 结构简单 理论复杂 用途广泛 目前水平 最大流量：660000m3/min (风机) 最高功率：80000Kw (风机)， 130万Kw (汽轮机组) 最大转速：800000r/min (膨胀机) 特点：流量大、功率大、转速高；连续流动；易损件少 概况 第一节 典型结构和级--- 一、典型结构-特点 叶轮 蜗壳 进口 1、单级单吸悬臂离心泵 转轴 轴承 轴承 2、单级双吸水平中开式离心泵 叶轮 蜗壳 进口 进口 转轴 轴承 轴承 3、多级（4级）离心泵 转轴 键 4、单级离心通风机 特点：板金结构 转轴 轴承 轴承 1-燃气进口 2-喷嘴 3-涡轮 (轴流) 4-出口 5、增压器 5-压缩机叶轮(离心) 6-扩压器 7-空气进口 8-出口 6、空调用膨胀机 飞机上用 两个相同的径流叶轮 叶轮 叶轮 1-空气入口 2-压气机(17级) 3-燃油 4-燃烧室 5-涡轮(3级) 6-喷管 7、涡轮喷气发动机原理简图 静叶 动叶 静叶 动叶 二、级：能量转换的基本单元 一个旋转叶轮 + 固定元件(扩压器或导叶或喷嘴、蜗壳等) 或者动叶栅+静叶栅 定义 分类 常用径流级 轴流级 蜗壳 叶轮 叶轮 叶轮 叶轮 蜗壳 扩压器 扩压器 喷嘴 喷嘴 蜗壳 径向工作机 径向原动机 1、 径流级（常用子午面和径向面表示） ◆子午面——通过旋转轴的平面，也称为轴面 ； 面上叶片为旋转投影。 ◆径向面则是垂直于旋转轴的平面。 2、轴流级（常用子午面和周向面表示） 工作机级 原动机级 叶轮 喷嘴 后导叶 动叶栅 动叶栅 静叶栅后导叶 静叶栅喷嘴 子 午 面 周 向 面 一. 叶轮进出口速度三角形 1. 矢量定义： ◆速度——绝对c、相对w、牵连u ◆叶轮旋转才有速度三角形 2. 标量关系： ◆ cu=c·cos(α)=u - cm · ctg(β) ◆ α—绝对速度c与周向速度u的夹角 ◆ β—相对速度w与周向速度u的反(正)方向夹角 cm= wm = ? α β 欧美表示 3、多种画法： 即顶点、边的位置不同 β α W u c 反向 u 正向 α β W u c β 工作机 原动机 动叶栅 动叶栅 涡轮机进、出口速度三角形 4、一般由下面三个条件画出： 底边u: u=2πrn/60 底边u上的高cm: cm =qm /(ρF) 某角度或线段：例如 W u c 高cm α β cu 进口的α1(或β1):与叶轮前导叶出口α1b有关 出口的β 2(或cu2):与叶轮出口叶片角β2b等参数有关 5. 绝对速度分量： cm = cr? cm = cz ? 决定如下情况的机器形式，画出各叶轮进出口速度三角形，分析其特点。 ① u1=u2=100m/s，w1=115m/s，α1=90°，w2=60m/s，轴向分速为常数，β290°。 ③ n=32000rpm，r1=200mm，r2=80mm，c1=387m/s，c2=200m/s，α2=95°，β1=90°。 例2-1. 解：① u1=u2 是轴流式机械，w1w2为扩压的工作机。 由图 u = -w1u + c1u = -w2u + c2u 所以 w2u- w1u = c2u - c1u = △ cu ； w2z= w1z = c2z = c1z = c1m ③ n=32000rpm，r1=200mm，r2=80mm， u1=лd1n/60=335.1m/s, u2=(d2/d1)u1=134.04m/s； u1u2 是径流式机械，一般为膨胀的原动机。 c1=387m/s， c2=200m/s， α2=95°， β1=90° 。 D2=0.88m,出口宽度b2=0.182m,转速n=2900rpm,进口直径D1=0.6m,宽度b1=0.21m,出口角β2=β2b =50o,进口无预旋，不可压缩流体，请计