最新泵与风机P22素材ppt课件.ppt

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1、泵与风机P22素材第二节轴流式泵与风机的叶轮理论轴流式泵与风机的特点流体在叶轮中的运动及速度三角形能量方程及其分析轴流式泵与风机的基本类型一、概述工作原理：是利用旋转叶轮的翼型叶片在流体中旋转所产生的升力使流体获得能量。轴流式泵与风机的特点：1．流体沿轴向进入叶轮，沿轴向流出叶轮。2．流量大，扬程（风压）低；轴流式泵与风机的结构特点：1．结构简单、紧凑，外形尺寸小，重量轻；2．动叶可调轴流泵与风机，变工况调节性能好，高效区较宽。3.动叶可调轴流泵与风机，转子结构复杂，制造安装精度高。4.噪音较大，特别对

2、动叶可调轴流式泵与风机，其进口或出口需要装设消音器。翼型及叶栅的主要几何尺寸1.骨架线。通过翼型内切圆圆心的连线，称为骨架线或中弧线，其形状决定了翼型的主要空气动力特性。2.前缘点、后缘点。骨架线与型线的交点，前端称前缘点，后端称后缘点。3.弦长b。前缘点与后缘点连接的直线称翼弦，翼弦的长度称为弦长。4.翼展l：垂直于纸面方向叶片的长度(机翼的长度)称翼展5.展弦比：翼展l与弦长b之比称展弦比6.弯度f：弦长到骨架线的距离，称为弯度或挠度。7.厚度δ：翼型上下表面之间的距离，称翼型厚度。8.冲角α：翼型

3、前来流速度的方向与弦长的夹角称冲角，冲角在翼弦以下时为正冲角如图所示，以上时为负冲角。9.前驻点、后驻点：来流接触翼型后，开始分离的点(此点速度为零)，称前驻点；流体绕流翼型后汇合的点(此点速度为零)，称为后驻点。叶栅的主要几何参数1.列线或额线：叶栅中翼型各对应点的连线称为列线或额线。2.栅距t：叶栅中相邻两翼型间的距离。3.栅轴：与列线垂直的直线，称为叶栅轴线。4.稠度σ：弦长与栅距之比。5.安装角：翼型与列线之间的夹角，称为翼型在叶栅中的安装角。（二）速度三角形v=u+wv的分速度：绝对速度v圆周

4、分速度vu轴面分速度vm径向速度vr轴向速度va对轴流式叶轮，因为vr=0，所以va=vm一般知道u、va和vu三个条件，即可做出叶轮进、出口速度三角形1.进口速度三角形（1）圆周速度u1（2）轴向速度v1a式中：D1—圆柱面流所在的直径，m；D2—叶轮外径，m；dh—轮毂直径，m3/s；ηV-容积效率，%。ψ—排挤系数排挤系数ψ式中：δmax—翼型的最大厚度；βa—翼型安装角；t—栅距。（3）绝对速度圆周分速v1u。由吸入条件决定，v1u=0，由此可知相对速度方向，从而确定叶片安装角2.出口速度三角形

5、（1）圆周速度u2,u2=u1=u（2）轴向速度v2a，v2a=v1a=va（3）绝对速度圆周分速v2u，由能量方程确定：说明：1.轴流式叶轮中由于流体沿相同半径的流面流动，因而流面进出口处的圆周速度相同u2=u1=u2.由于叶轮进出口过流断面面积相等，根据连续性方程，对于不可压缩流体，流面的进出口的轴向流速相同v2a=v1a=va能量方程式离心式泵与风机用动量矩定理推导出来的能量方程式仍适用于轴流式泵与风机，所不同的是轴流式流体进出口的圆周速度、轴面速度相等能量方程式分析(1)因为u2＝ul=u，故流

6、体在轴流式叶轮中获得的总能量远小于离心式。因而，轴流式泵与风机的扬程(全压)远低于离心式。(2)当β1=β2时，HT＝0，及流体不能从叶轮中获得能量。要使流体从叶轮中获得能量，必须使β2>β1，令△β=β2-β1为气流转折角，则转折角越大，获得的能量越大。(3)为了提高流体通过叶轮后获得的压力能，必须使wl>w2，即入口相对速度大于出口相对速度，常用的方法是使叶轮入口断面小于出口断面，过多采用进口为圆形的机翼型叶片。叶栅翼型的来流速度的计算：叶栅翼型的绕流，将影响来流速度的大小和方向。一般取叶栅前后的相

7、对速度w2和wl的几何平均值w∞作为无限远处的来流速度，其大小和方向由叶栅进出口的速度三角形的几何关系来确定。轴流式泵与风机的基本型轴流式泵与风机的类型轴流式泵与风机的基本型式。(1)单个叶轮，没有导叶。出口速度三角形显示，绝对速度v2可分解为轴向分速v2a和圆周分速v2u。其中圆周分速v2u使流体产生旋转运动，从而产生能量损失。这种叶轮只适合于低压轴流风机。轴流式泵与风机的基本型式。(2)单个叶轮后设置导叶。出口导叶可消除叶轮出口处流体的圆周分速v2u，使之成轴向运动，并使这部分旋转动能转换为压力能。

8、出口导叶还可减小由于叶轮旋转运动造成的损失，提高效率。这种叶轮常用于高压轴流泵与风机。轴流式泵与风机的基本型式。(3)单个叶轮前设置导叶。入口导叶使流体流入叶轮后产生与叶轮旋转方向相反的旋转速度，即产生负预旋。此时v1u<0，在设计工况下，v2u=0；非设计工况下，v2u≠0，又由于入口相对速度较大，能量损失较大，使得效率低。优点：1）在转速和叶轮尺寸相同时，由于负预旋的存在，使流体可获得较高能量。因此，获得相同能量时，叶轮尺寸可以减小。2