第三章通風和排水的基本理論

2023/2/11

礦山流體機械講義編制參考教材：流體機械（主編：白銘聲陳祖蘇）2023/2/12

第一篇通風和排水的基本理論2023/2/13一、軸流式渦輪機葉輪中氣流的運動及速度三角形

1.氣流在葉輪中的流動為分析簡便，采用圓柱層無關性假設，即當葉輪在機殼內(nèi)以一定的角速度旋轉(zhuǎn)時，氣流沿葉輪軸線為中心的圓柱面作軸向流動，且各相鄰圓柱面上流體質(zhì)點的運動互不相干（1）基元環(huán)第三章軸流式渦輪機的工作理論第一節(jié)流體在軸流式葉輪中的運動2023/2/14

（2）葉柵將基元環(huán)展開成平面后，成為直列葉柵。

柵距：葉柵中的相鄰葉片間的間距，以“t”表示。

柵稠：弦長b與柵距之比。柵稠在外緣處最小并向輪轂處逐漸增大。

安裝角：葉片弦長與柵出口邊緣線的交角，以“θ”表示。通常以葉根處安裝角標志葉輪葉片安裝角。

2.速度三角形軸流式渦輪機的工作理論2023/2/15

在半徑r處用兩個無限接近的圓柱面截取一個厚度為Δr的基元環(huán)，并將圓環(huán)展開為平面。各葉片被圓柱面截割，其截面在平面上組成了一系列相同葉型并且等距排列的葉柵系列，成為平面直列（或基元）葉柵。特點：u1=u2=u（圓周速度），c1a=c2a=ca

（軸向速度）ca2023/2/16二、理論流量：F0—葉輪過流截面積,m2；cav—平均軸向速度,m/s2023/2/17第二節(jié)軸流式渦輪機基本方程式一、軸流式通風機理論壓頭（風壓）

1.理論壓頭方程不考慮任何損失的情況下，葉柵輸入的功率△P等于輸出功率：2023/2/18

按照動量矩定理，在穩(wěn)定流動中，單位時間內(nèi)氣流動量矩的變化量等于同一時間的外力對同一軸線的外力矩。則：2023/2/19

如葉輪加裝前導葉時，產(chǎn)生強迫旋繞，這時（當c1u與u同向時取“-”，c1u與u反向時取“+”） 2023/2/110

（2023/2/1112.基本方程式的能量意義

因此，在其它條件相同的情況下，軸流式風機的靜壓要低于離心式通風機。(3---4)

由軸流式渦輪機出口和入口速度三角形矢量關系可以得到：2023/2/1123.氣流速度和壓力沿葉片高度分布

不同半徑處的葉環(huán)理論壓頭相等，流體在各段柵中的能量增加相等。二、軸流式渦輪機理論壓頭特性

1.軸流式渦輪機理論壓頭特性利用出口三角形的速度關系

常數(shù)，扭曲狀，2023/2/113

可以用葉輪外緣處的參數(shù)代換任意半徑處的參數(shù)。以下綴“R”表示外緣參數(shù)，則有：

在=常數(shù)情況下，2023/2/1142.靜壓與動壓的分配靜壓在全壓中的比例大于動壓的比例。2023/2/115三、軸流式通風機實際特性

1.軸流式通風機的損失

(1)氣流在進入葉輪前由于進風部件阻力而形成的損失；

(2)氣流在葉輪中由于翼型的阻力和葉片與外殼間的縫隙而形成的損失；

(3)氣流由葉輪脫出時由于氣流的旋流而造成的損失；

(4)在葉輪后面的通流部件中氣流轉(zhuǎn)向和能量轉(zhuǎn)換的損失；

(5)傳動時的機械損失。

2.實際特性曲線（圖它的特點是在曲線上出現(xiàn)了馬鞍形區(qū)域。2023/2/1162023/2/1172023/2/118軸流式通風機的實際特性

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