流體機(jī)械原理 教學(xué)課件

1、蘭州理工大學(xué)流體學(xué)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(jì)手冊(cè)現(xiàn)代泵設(shè)計(jì)手冊(cè) 查森查森. 葉片泵原理及水力設(shè)計(jì)葉片泵原理及水力設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社北京：機(jī)械工業(yè)出版社 曹鵾等編曹鵾等編. 水輪機(jī)原理及水力設(shè)計(jì)水輪機(jī)原理及水力設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社北京：清華大學(xué)出版社 徐忠等編. 離心式壓縮機(jī)原理. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社舒士甄 蔣磁康等. 葉輪機(jī)械原理. 北京：清華大學(xué)出版社蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院第一章 葉片式流體機(jī)械概述第一節(jié) 葉片式流體機(jī)械的工作過程 葉片式流體機(jī)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(jìn)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(dòng)的葉片上，因而產(chǎn)生了功（正或負(fù)視力矩和葉輪運(yùn)動(dòng)方向而定）。 功率計(jì)算蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院cmcuc1、葉輪內(nèi)的流動(dòng)過程:軸流式葉輪原動(dòng)機(jī)工作機(jī)蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院2、葉片式機(jī)器的特點(diǎn)： 1）具有一個(gè)帶有葉片（動(dòng)葉）的轉(zhuǎn)子（葉輪impeller或轉(zhuǎn)輪runer）； 2）工作時(shí)介質(zhì)對(duì)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(xué)流體學(xué)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(dòng)轉(zhuǎn)輪（動(dòng)葉）葉）導(dǎo)葉（靜葉）導(dǎo)葉（靜葉）流線2007-08-29I蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院4、圓周分速度的變化及其意義：原動(dòng)機(jī)：

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

4、擊式）原動(dòng)機(jī)靜葉：c，p至 p=0；葉輪（轉(zhuǎn)輪）中，c，p不變工作機(jī)無沖擊式！蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院部分進(jìn)汽（部分進(jìn)水）蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院水輪是否屬于我們所討論的葉片式流體機(jī)械？蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院第二節(jié)葉片式流體機(jī)械的主要性能參數(shù)性能參數(shù)：一、流量q：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過機(jī)器的介質(zhì)的量（體積或質(zhì)量）二、能量（水頭、揚(yáng)程、壓力、能量頭、壓縮比）：?jiǎn)挝粩?shù)量介質(zhì)與機(jī)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(xué)流體學(xué)院)(212222212zzgccgppH蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院電站水頭與電站靜水

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

6、靜壓）2212212ccppptF222211222212212cppcccpppsF蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院3、可壓縮氣體介質(zhì)（壓縮機(jī)）能量頭與壓縮比2)(2212212212212ccTTccchhhp)(21212221ccvdph12pp蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院tFpgHh幾個(gè)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(dòng)機(jī) 輸出功率工作機(jī) 輸入功率對(duì)不可壓縮流體，定義流體功率tFVVmfpqHgqhqP蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院效率可表示為（不可壓）fTPPPPfP1)(PPf或者問題：對(duì)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(xué)流體學(xué)院第三節(jié)葉片式流體機(jī)械結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)介蘭州理工大學(xué)流體學(xué)

7、院過流部件（通流部件）和結(jié)構(gòu)部件蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院?jiǎn)栴}：?jiǎn)蝹€(gè)葉輪的流量和能量頭有沒有限制？一、葉輪的配置方式，多級(jí)與多流，級(jí)的概念蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院背靠背蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院二、水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)（一）水輪機(jī)的整體結(jié)構(gòu)立式與臥式1、軸流式水輪機(jī)蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院轉(zhuǎn)輪尾水管蝸殼活動(dòng)導(dǎo)葉固定導(dǎo)葉導(dǎo)水機(jī)構(gòu)蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院2、貫流式水輪機(jī)：全貫流式：活動(dòng)導(dǎo)葉發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪葉片尾水管蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院活動(dòng)導(dǎo)葉發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)輪尾水管燈泡式蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院軸伸式活動(dòng)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)輪發(fā)電機(jī)尾水管蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院3 3、混流式水輪機(jī)、混流式水輪機(jī)蝸殼尾水管轉(zhuǎn)輪活動(dòng)導(dǎo)葉固定導(dǎo)葉導(dǎo)水機(jī)構(gòu)蘭州理工

8、大學(xué)流體學(xué)院4、斜流式水輪機(jī)蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院5、沖擊（切擊）式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪噴嘴噴針調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院（二）水輪機(jī)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(dǎo)葉蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院開式引水室明槽蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院2、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)活動(dòng)導(dǎo)葉拐臂連桿控制環(huán)活動(dòng)導(dǎo)葉控制傳動(dòng)機(jī)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(xué)流體學(xué)院徑向（圓柱）、斜向（圓錐）和軸向（圓盤）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的分類：蘭州理工大學(xué)流體學(xué)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(xué)流體學(xué)院軸流式蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院斜流式蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院切擊式蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院三者的相互位置與

9、關(guān)系蘭州理工大學(xué)流體學(xué)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(xué)流體學(xué)院折向器折向器噴針噴針蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院三、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)（一）葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)用途廣泛，結(jié)構(gòu)種類繁多泵與通風(fēng)機(jī)：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(jī)：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(jí)結(jié)構(gòu)的不同蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院1、單級(jí)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(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院2、潛水污水泵潛水電機(jī)葉輪蝸殼蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院3、單級(jí)離心風(fēng)機(jī)蝸殼軸

10、承座葉輪前導(dǎo)葉蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院4、單級(jí)雙吸水平中開式離心泵葉輪泵體軸蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院5、廢氣增壓渦輪機(jī)組壓縮葉輪燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)蝸殼蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院6、節(jié)段式多級(jí)泵葉輪導(dǎo)葉進(jìn)水段出水段中段蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)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(xué)流體學(xué)院8、多級(jí)離心式壓縮機(jī)13456782蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院9、航空發(fā)動(dòng)機(jī)用離心和軸流式壓縮機(jī)蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院9. 蝸殼式多級(jí)泵（水平中開式多級(jí)泵）123蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院11、立式軸流泵葉輪吸入室葉輪室導(dǎo)葉出水彎管蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院11、多級(jí)軸流式壓縮機(jī)蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院（二）葉片泵、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)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(xué)流體學(xué)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(xué)流體學(xué)院蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院軸流葉輪輪轂葉片蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院斜流葉輪輪轂體葉片轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)蘭州理工大學(xué)流體學(xué)院3、壓水室與擴(kuò)壓元件蝸殼無葉擴(kuò)壓器環(huán)形室徑向?qū)~導(dǎo)葉蝸殼空間導(dǎo)葉蘭州理工大