扇叶设计的基本理论.ppt

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1、扇葉設計的基本理論06/9/26概述風扇是一種把機械能轉變為氣體的勢能和動能的一種動力設備。根據氣流的方向，可以把其分爲以下三類：軸流式：氣流方向與軸綫平行徑流式：氣流沿葉輪的徑向于軸綫垂直混流式：氣流方向既有軸向分量又有徑向分量。軸流扇徑流扇混流扇基本方程式葉輪内的流動是非常複雜的，對於相關的研究也造成了很大的困難，爲了簡化研究的難度，我們對於葉輪内的流動引入了以下假設，使問題轉換為一元問題，導出了簡單的方程式描述機器的特性。（1）葉輪的葉片數為無窮多，葉片無窮薄。因此，葉輪内的流動可以看作是軸對稱，並且相對速度的方向與葉片表面相切；（2）相對流動是定

2、常的；（3）軸面速度在過流斷面上均勻分佈。前額綫后額綫葉柵軸綫葉片安裝角θ翼型安裝角θi翼型厚度C翼型彎度f柵距tb速度三角形ruw1u1c1w2u2c2inout前額綫后額綫β1β2α1α2W1w2進出口相對速度u1u2進出口牽連速度C1c2進出口絕對速度Ca軸向速度已知qv,p,n,β2Ca=qv/Au1=u2=πnr/30歐拉方程歐拉方程是以質點係動量矩定理為理論基礎，即作用于該質點係的所用外力對同一固定點或固定轉軸的合力矩。M=qmcu2r2-qmcu1r1(1-1)同乘w可得Mw=qm(cu2r2-cu1r1)(1-2)對于軸流式風扇﹐由于Mw

3、=pthqv=qmgHth,rw=u，gHth=hth上式化簡gHth=hth=u(cu2-cu1)(1-3)（1）流體所獲得的理論揚程H，僅與流體在葉片進口和出口的速度有關，而與流體在葉輪内部的流動過程無關。（2）流體所獲得的理論揚程H，與輸送的流體的種類無關。無論輸送何種流體隻要進出口速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或氣柱高度伯努力方程伯努力方程式是能量守恆和轉換定律的一種形式，實質是氣體進出管路中，葉片通過對氣體做功，改變氣體所具有的能量﹐包括內能和宏觀的動能和勢能。具體用一下公式表示即hth=h2-h1+(c2²-c1²)/2+g(z2-z1

4、)(2-1)ws—葉片對氣體所做的功h----內能c²/２—動能gz—勢能在軸流風扇中，由于氣體位能很小，可不計。上式簡化為hth=h2-h1+(c2²-c1²)/2(2-2)在扇葉設計中﹐壓力是一個重要的參數﹐為此根據h=p/ρ引入了壓力值﹐上式變為hth=p2/ρ2-p1/ρ1+(c2²-c1²)/2(2-3)在風扇的進出口﹐由于壓力變化不大﹐可作為不可壓縮流體即ρ1=ρ2=ρ,上式變為hth=(p2-p1)/ρ+(c2²-c1²)/2(2-4)以上為風扇系統伯努力方程式的几種不同表達形式。謝謝！