能源动力装置基础2-1.ppt

第二章 叶片机械（透平机械） 第二节 叶轮中能量转换 例1：叶轮的流量qv=56700m3/h,转速n=2900rpm, 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（主体部件少） 理论复杂 用途广泛 目前单机水平 最大流量：660000m3/min (风机) 最高功率：8万Kw (风机)， 130万Kw (汽轮机组) 最大转速：80万r/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 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 5、增压器（单级压缩机，单级涡轮机） 5-压缩机叶轮(离心) 6-扩压器 7-空气进口 8-出口 离心压缩机 1-燃气进口 2-喷嘴 3-涡轮叶轮 (轴流) 4-出口 轴流涡轮机 6、空调用膨胀机 （单级压缩机，单级膨胀机） 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（定义和表示） 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 叶轮 叶轮 叶轮 叶轮 蜗壳 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 周向展开面 原动机级 工作机级 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 α β 欧美表示 反向 u 正向 α β W u c β 3、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 cm= wm =哪个分量 ? cu=cm·tg(α)=u - cm · ctg(β) 离心叶轮速度三角形 出口直径D2=0.88m,出口宽度b2=0.182m,出口角β2=β2b =50o, 进口直径D1=0.6m,宽度b1=0.21m, 进口无预旋(c1u=0)，不可压缩流体，请计算有关参数，并画出进出口速度三角形？(离心叶轮) 解:⑴边u1=πD1n/60=91.1m/s; u2=πD2n/60=133.6m/s; ⑵ u边上的高c1m=c1r= qv /(πD1b1)=39.79m/s c2m=c2r= qv /(πD2b2)=32.06m/s ⑶ c1u=0 或α1=90o，进口为直角速度三角形 β2=β2b =50o，或W2u =c2r ctg β2=27.35m/s 或c2u=u2-c2r ctg β2=106.25m/s u1 = 9 1.1 c1 =c1r =39.79 w1 c2r =32.06 u2 =133.6 w2 c2 w2u c2u= u2 - w2u =27.35 u的反方向 β2=50o 动叶栅 原动机 动叶栅 工作机 轴流叶轮速度三角形 涡轮机进、出口速度三角形 Dt=1.5m，根部直径Dh=1.05m，转速n=960rpm, 气流转折角β2-β1=15o，进口无预旋，不可压缩流体，请计算叶片平均面上有关参数，并画出进出口速度三角形？ 解：在叶片平均面上，平均直径为Dm=(Dt*Dh)0.5 ⑴边u1=u2=πDmn/60=63.08m/s; ⑵高c1z=c2z= qv / [π(Dt2-Dh 2)]=42.14m/s ⑶ α1=90o，进口为直角速度三角形； 由 β1=arctg