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《应用叶轮机械三元流动理论于节能技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第一卷创刊号能源研究与信息应用叶轮机械三元流动理论于节能技术陈月林陈康民上海机械学院,,但,我国是一个世界能源大国生产规模亦很可观是我国的能源利用率很低浪费也相当严,。,重这是我国能源供应紧张的重要原因之一造成能源利用效率低的因素很多概括起、。,来主要是技术落后生产结构不合理以及经营方式和管理水平低所以长此以往则必然影,,、。响我国实现四个现代化的速度在本世纪末工农业产值翻两番的宏伟目标也难以实现,,本文旨在大力推广叶轮机械三元流动理论以期达到较大幅度提高叶轮机械的流动效率为。节能技术提供参考,、、、叶轮机械是转轮上装有叶片的一切动力机械的总称包括燃
2、气轮机压气机水轮机、、、、、,汽轮机鼓风机泵风扇风力机增压器等等它的应用遍及国防及国民经济的所有部,。、,,门甚至人们的日常生活这些机械的应用面广量大尽管单台的能耗是不大的但其数,。,量大累计能耗却非常可观为了减少能源危机的压力世界各国都已投入大量人力和物力。研究叶轮机械的三元流动理论和设计方法、、、、三元叶轮机械内部的气体实际流动是十分复杂的过程旋转不定常粘性有传、、,,热可压缩非完全气体有时甚至是带相变的多相流体的流动必须交替考虑相对与,,,、、,绝对流动而且流场内还可能出现间断面如附面层分离激波惯性分离描述这,,样复杂的流动的方程是非线性的
3、边界条件也十分复杂这给数学求解带来无法克服的困,。,服因此人们只能建立合理的近似模型来进行计算由于计算方法及实验手段的限制叶轮。机械三元流动的理论经历了一个逐步发展的过程,、现存叶轮机械的流动效率是比较低的特别是泵与风机一般仍采用三四十年代的方法。设计,!在最早的叶轮机械计算中是采用一元流的方法进行的常用的一元流方法有两种∀沿流向的一元流动!,,在这种计算中取各叶间气道的中心线#为坐标取各截面上,,参且的平均值进行计算而不详尽讨论截面内各点流动差异所有气动参数仅视作#的函。数!,%&,∃简单径向平衡这是沿半径方向的一元流在轴对称及纯园柱流即∋
4、假定下%。把轴向间隙内流动化为仅是的函数由径向平恒的方向可得到下式)∀口(∗+(口%%/−∀,−应用叶轮机械三元流动理论于节能技术,.0利用12334恒等式币口#,679不54口,,∀,一∀口一(口2口∗8由.54&一一丝口%口%(口%进一步化成。6!乙口∗罗8口2,口#:∀口%一一万一一二乙三;二二一一∀/又二<一甲不‘‘−%:口%口%8%⋯口士二其中%∗=%利用速度关系∗=“∗9>?≅则上式写为口∗子42Α7≅/一旦?Β,&!42Α7。一Χ,工十鱼丝竺兰.卑生馨、%∃一—口%口%、口%口%.。这就是普遍使用的径向平恒关系式,,在一元流动理论中
5、可以简单地了解气休总的特性但不可避免地有其局限性首先在一元流理论中把摩擦作用集中到壁面切应力上去的设想导致在无壁面运动但粘性存在时能量方)=//一∀下,ΔΕΔΦ−Δ即Δ>屯ΓΗ:。∋∀程中了%一匹末项为即过程等嫡.这显然与实际情况不符Δ>Δ>、ΔΦ一一功丁。二。。而且由于假设了轴对称傲从而会得出轮周功率为的矛盾一无流的理论仅能对叶轮机。甲,。械总的气体特性进行讨论无法指出进一步改正的方向、,,随着叶轮机械向大容量高负荷发展在设计中必须采用收敛流道以增加轴向速度这就,%使得流线远远偏离园柱面流动同时由于采用沿向不等功的设计即在叶根加较小的功量,而在叶尖
6、处尽量提高加功量以便保证叶尖在相对马氏数大及损失亦大的情形下仍能获得。因充分高的压比从而使整个级的压比得到提高使简单平恒的局限性和矛盾日趋突出为简,&∋单平衡理论中是假定流线位于园柱面上即Β%而实际上叶轮机内外壳都有一定倾角。“。,,在汽轮机未级及压气机首级可以达到Ι∋ϑΓ∋甚至更大弯曲的因线的任意旋成面/),/,,,、!,、一,%)、,/,6、/,,,,),,、、,,,,。)。、卜Γ)。、ϑϑ口Φϑϑϑ一ϑ,即使是在内外壳为园柱面一时,,一一ϑ口∗∀及;的增大。与之ϑ同数量子午流线也会波动而且随着箭谈)二,),,,。)、),、,,口∗二。从一
7、,二。人。。,。。人ϑ口∗竺ϑ一一、ϑ,ϑϑ一ϑ,)ϑϑϑ,ϑϑ,级的卜+9及尝李更不”容“+忽‘视以/,也就‘“是简’叫单一「平衡的卜甘两’一‘个前+勺提’∗一‘‘。及轴”曰对‘’‘称『‘‘都”%显得不一’合曰理’ϑ半口ϑ口甲ϑϑϑϑ”川”一一一”一,子午流线的曲率及斜率影响已到了无法忽视的时候了Κ于是在∀ΛΜΙ年前后国内外都开始进。。一步提出准二元流动理论它的特点是沿某方向进行较详细的求解而在另一方向上则通过一定的简化方法加以联系。其内容主要包括无叶间隙沿子午流线准正交方向的气流平恒计算及。任意旋成面叶栅的准二元分析与设计!在准二元流理论中所应用
8、的准正交方向的气流平衡方程是基于下述假设得到的二‘,//二、,),,,,,、/,
