泵与风机的叶轮理论课件幻灯片.ppt

由达朗贝尔原理：离心力与径向表面力平衡 因 （*） 全压为静压与动压之和 代入(*)式 由 得 又 得 即 等环流公式，或自由涡公式 （二） 气流参数沿叶高的变化 1 扭速沿叶高的变化 扭速Δwu 半径r处的相对速度的圆周分速之差 Δwuc平均半径rc处的扭速 气流在叶根扭曲大，叶顶扭曲小 且 2 气流速度沿叶高的变化 rT为叶顶的半径 3 气流角沿叶高的变化 (1) 气流角α1 气流角α1随叶高而增大 (2) 气流角α2 气流角α2随叶高而增大 (3) β1 气流角β1随半径增大而减小 (4) β2 气流角β2随半径增大而减小 1 由动量矩定理推导能量方程 动量矩定理成立，可用离心式泵与风机的能量方程 相同扭速的轴流泵与风机有相同的扬程 轴流泵能量方程 轴流风机能量方程 五、能量方程式 轴流式泵与风机能量方程 能量方程分析： (1) u1=u2，总能量小 (2) β1= β2时，HT=0, β1β2 Δβ=β2 -β1 越大，能量越大 (3) 必须使 w1w2，才能获得更高的压力能 叶轮入口断面小于出口断面 采用进口为圆形的机翼型叶片 (4) 不足 不能反映出总能量与翼型及叶栅几何参数的关系 不能用于设计计算 2 用升力理论推导能量方程 合力F与升力Fy 叶栅的翼展dr,升力为 合力为 合力的圆周分量 作用于翼型的力与翼型对流体的作用力相反 （注：轴向分力不产生转矩） 该反作用力对流体作功功率为 z为叶片数 功率还可表示为 有 代入 得轴流泵的能量方程 及轴流风机能量方程 将 代入 得 又 得 叶栅几何参数与流动参数联系起来 是用升力法设计叶轮的基本方程 六、轴流式泵与风机的基本类型 (1) 单个叶轮没有导叶 v2u0，出口处有圆周分速 能量损失大，适用于低压轴流风机 (2) 单个叶轮＋后置导叶 消除出口圆周分速 部分旋转动能转换为压力能 损失小，效率高，适用于高压轴流式泵与风机 (3) 前置导叶＋单个叶轮 进口负预旋、速度大，损失较大 叶轮所获能量大，可减小体积 变工况时的冲角变化小，效率变化不大 可调叶片时，工况变化小 适用于轴流风机，水泵因为汽蚀不宜采用 (4)前置导叶＋单个叶轮＋后置导叶 前导叶可调，保持高效率 适用于流量变化大的情况，如子午加速轴流风机 轴流式水泵 n=300 r/min，叶栅直径D=980 mm v1=4.01 m/s，轴向流入， v2=4.48 m/s 求 HT ，β2- β1 解: (1)