流體機械原理 教學課件

1、蘭州理工大學流體學院主要參考資料 丁成偉丁成偉 離心泵與軸流泵離心泵與軸流泵 關(guān)醒凡關(guān)醒凡 現(xiàn)代泵設(shè)計手冊現(xiàn)代泵設(shè)計手冊 查森查森. 葉片泵原理及水力設(shè)計葉片泵原理及水力設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社北京：機械工業(yè)出版社 曹鵾等編曹鵾等編. 水輪機原理及水力設(shè)計水輪機原理及水力設(shè)計. 北京：清華大學出版社北京：清華大學出版社 徐忠等編. 離心式壓縮機原理. 北京：機械工業(yè)出版社舒士甄 蔣磁康等. 葉輪機械原理. 北京：清華大學出版社蘭州理工大學流體學院第一章 葉片式流體機械概述第一節(jié) 葉片式流體機械的工作過程 葉片式流體機械中的能量轉(zhuǎn)換，是在帶有葉片的轉(zhuǎn)子及連續(xù)繞流葉片的流體介質(zhì)之間進行的。葉片

2、與介質(zhì)間的作用力是慣性力慣性力。該力作用在轉(zhuǎn)動的葉片上，因而產(chǎn)生了功（正或負視力矩和葉輪運動方向而定）。 功率計算蘭州理工大學流體學院cmcuc1、葉輪內(nèi)的流動過程:軸流式葉輪原動機工作機蘭州理工大學流體學院2、葉片式機器的特點： 1）具有一個帶有葉片（動葉）的轉(zhuǎn)子（葉輪impeller或轉(zhuǎn)輪runer）； 2）工作時介質(zhì)對葉片連續(xù)繞流； 3）介質(zhì)作用于葉片的力是慣性力；速度分量cu的影響?蘭州理工大學流體學院3、殼體與靜止葉柵的引入： 4）殼體與靜止葉柵（靜葉）轉(zhuǎn)輪（動轉(zhuǎn)輪（動葉）葉）導葉（靜葉）導葉（靜葉）流線2007-08-29I蘭州理工大學流體學院4、圓周分速度的變化及其意義：原動機：

3、cu=0 導葉 cu 葉輪 cu=0工作機： cu=0 葉輪 cu 導葉 cu=0蘭州理工大學流體學院結(jié)論：葉輪進、出口cu的變化與葉輪所轉(zhuǎn)換的能量成正比；機器進口處通常沒有cu機器出口處，通常不希望有cu通過動葉與靜葉的配合，可以滿足以上要求蘭州理工大學流體學院5、反擊式（反動式）流體機械：軸流式、徑流式和混流式（斜流式）蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院5、反擊式（反動式）流體機械：軸流式、徑流式和混流式（斜流式）原動機靜葉：c，p，但p0；葉輪（轉(zhuǎn)輪）中，c，p工作機葉輪（轉(zhuǎn)輪）中，c，p，靜葉中，c，p蘭州理工大學流體學院5、沖擊式（沖動式）流體機械：（切擊式（軸流）、斜擊式和雙

4、擊式）原動機靜葉：c，p至 p=0；葉輪（轉(zhuǎn)輪）中，c，p不變工作機無沖擊式！蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院部分進汽（部分進水）蘭州理工大學流體學院水輪是否屬于我們所討論的葉片式流體機械？蘭州理工大學流體學院第二節(jié)葉片式流體機械的主要性能參數(shù)性能參數(shù)：一、流量q：單位時間內(nèi)流過機器的介質(zhì)的量（體積或質(zhì)量）二、能量（水頭、揚程、壓力、能量頭、壓縮比）：單位數(shù)量介質(zhì)與機器所交換的能量 1、液體（不可壓縮）介質(zhì)2007-08-29II蘭州理工大學流體學院)(212222212zzgccgppH蘭州理工大學流體學院電站水頭與電站靜水

5、頭：stspspspHzzgccgppH2 22水輪機水頭（凈水頭）與電站（毛）水頭HHHst引水損失蘭州理工大學流體學院泵的裝置揚程HzzgccgppHspspspG222裝置靜揚程sdspstzzgppH揚程之間的關(guān)系HHHHstG蘭州理工大學流體學院水頭與揚程表示每一牛頓（單位重量）的液體通過機器時發(fā)生的能量的變化量問題1：水頭與揚程的定義中的“單位數(shù)量”是什么？問題2：水頭與揚程的定義能否用在“神舟六號”上？可以引入一個與重力無關(guān)的定義，只需將“重量”改為“質(zhì)量”，這個定義稱為能量頭gHzzgccpph)(212212212蘭州理工大學流體學院2、不可壓縮氣體介質(zhì)（通風機）風壓（全壓與

6、靜壓）2212212ccppptF222211222212212cppcccpppsF蘭州理工大學流體學院3、可壓縮氣體介質(zhì)（壓縮機）能量頭與壓縮比2)(2212212212212ccTTccchhhp)(21212221ccvdph12pp蘭州理工大學流體學院tFpgHh幾個能量參數(shù)之間的關(guān)系三、轉(zhuǎn)速n四、功率P與效率原動機 輸出功率工作機 輸入功率對不可壓縮流體，定義流體功率tFVVmfpqHgqhqP蘭州理工大學流體學院效率可表示為（不可壓）fTPPPPfP1)(PPf或者問題：對可壓縮介質(zhì)，效率的定義應(yīng)該有什么考慮？蘭州理工大學流體學院第三節(jié)葉片式流體機械結(jié)構(gòu)形式簡介蘭州理工大學流體學

7、院過流部件（通流部件）和結(jié)構(gòu)部件蘭州理工大學流體學院問題：單個葉輪的流量和能量頭有沒有限制？一、葉輪的配置方式，多級與多流，級的概念蘭州理工大學流體學院背靠背蘭州理工大學流體學院二、水輪機的結(jié)構(gòu)（一）水輪機的整體結(jié)構(gòu)立式與臥式1、軸流式水輪機蘭州理工大學流體學院轉(zhuǎn)輪尾水管蝸殼活動導葉固定導葉導水機構(gòu)蘭州理工大學流體學院2、貫流式水輪機：全貫流式：活動導葉發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪葉片尾水管蘭州理工大學流體學院活動導葉發(fā)電機轉(zhuǎn)輪尾水管燈泡式蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院軸伸式活動導葉轉(zhuǎn)輪發(fā)電機尾水管蘭州理工大學流體學院3 3、混流式水輪機、混流式水輪機蝸殼尾水管轉(zhuǎn)輪活動導葉固定導葉導水機構(gòu)蘭州理工

8、大學流體學院4、斜流式水輪機蘭州理工大學流體學院5、沖擊（切擊）式水輪機轉(zhuǎn)輪噴嘴噴針調(diào)節(jié)機構(gòu)蘭州理工大學流體學院（二）水輪機的過流部件1、引水室：以合適的速度將水流均勻引入轉(zhuǎn)輪閉式蝸殼固定導葉蘭州理工大學流體學院開式引水室明槽蘭州理工大學流體學院2、導水機構(gòu)活動導葉拐臂連桿控制環(huán)活動導葉控制傳動機構(gòu)控制流量、調(diào)節(jié)功率控制流量、調(diào)節(jié)功率蘭州理工大學流體學院徑向（圓柱）、斜向（圓錐）和軸向（圓盤）導水機構(gòu)導水機構(gòu)的分類：蘭州理工大學流體學院3 3、轉(zhuǎn)輪：、轉(zhuǎn)輪：混流式混流式上冠下環(huán)葉片蘭州理工大學流體學院軸流式蘭州理工大學流體學院斜流式蘭州理工大學流體學院切擊式蘭州理工大學流體學院三者的相互位置與

9、關(guān)系蘭州理工大學流體學院4、尾水管 ：收集和排出水流，回收能量5、噴嘴與噴針折向器蘭州理工大學流體學院折向器折向器噴針噴針蘭州理工大學流體學院三、葉片泵、風機與壓縮機的結(jié)構(gòu)（一）葉片泵、風機與壓縮機的整體結(jié)構(gòu)用途廣泛，結(jié)構(gòu)種類繁多泵與通風機：能量頭接近，壓力相差很大，由壓力引起的結(jié)構(gòu)不同泵與壓縮機：壓力接近，能量頭相差很大，由能量頭引起的結(jié)構(gòu)不同介質(zhì)可壓縮性的影響冷卻問題介質(zhì)可壓縮性的影響多級結(jié)構(gòu)的不同蘭州理工大學流體學院1、單級單吸懸臂式離心泵葉輪泵體（蝸殼）泵蓋懸架（軸承支架）軸蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院2、潛水污水泵潛水電機葉輪蝸殼蘭州理工大學流體學院3、單級離心風機蝸殼軸

10、承座葉輪前導葉蘭州理工大學流體學院4、單級雙吸水平中開式離心泵葉輪泵體軸蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院5、廢氣增壓渦輪機組壓縮葉輪燃氣渦輪壓縮機蝸殼蘭州理工大學流體學院6、節(jié)段式多級泵葉輪導葉進水段出水段中段蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院7、雙殼泵外殼外殼內(nèi)殼（中段）內(nèi)殼（中段）蘭州理工大學流體學院8、多級離心式壓縮機13456782蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院9、航空發(fā)動機用離心和軸流式壓縮機蘭州理工大學流體學院9. 蝸殼式多級泵（水平中開式多級泵）123蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院11、立式軸流泵葉輪吸入室葉輪室導葉出水彎管蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院11、多級軸流式壓縮機蘭州理工大學流體學院（二）葉片泵、風機和壓縮機的過流部件1、吸入室：直錐形彎管形肘管形環(huán)形半螺旋形將水流按所需的速度均勻引入葉輪處于葉輪的低壓側(cè)蘭州理工大學流體學院2、葉輪離心葉輪后蓋板(輪盤)前蓋板(輪蓋)葉片蘭州理工大學流體學院蘭州理工大學流體學院軸流葉輪輪轂葉片蘭州理工大學流體學院斜流葉輪輪轂體葉片轉(zhuǎn)葉機構(gòu)蘭州理工大學流體學院3、壓水室與擴壓元件蝸殼無葉擴壓器環(huán)形室徑向?qū)~導葉蝸殼空間導葉蘭州理工大