扇葉設(shè)計(jì)的基本理論(課堂PPT)

1、1,扇葉設(shè)計(jì)的基本理論,06/9/26,2,概述,風(fēng)扇是一種把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的勢(shì)能和動(dòng)能的一種動(dòng)力設(shè)備。 根據(jù)氣流的方向，可以把其分爲(wèi)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。,3,軸流扇,徑流扇,混流扇,4,基本方程式,葉輪內(nèi)的流動(dòng)是非常複雜的，對(duì)於相關(guān)的研究也造成了很大的困難，爲(wèi)了簡化研究的難度，我們對(duì)於葉輪內(nèi)的流動(dòng)引入了以下假設(shè)，使問題轉(zhuǎn)換為一元問題，導(dǎo)出了簡單的方程式描述機(jī)器的特性。 （1）葉輪的葉片數(shù)為無窮多，葉片無窮薄。因此，葉輪內(nèi)的流動(dòng)可以看作是軸對(duì)稱，並且相對(duì)速度的方向與葉片表面相切； （2）相對(duì)流

2、動(dòng)是定常的； （3）軸面速度在過流斷面上均勻分佈。,5,前額綫,后額綫,葉柵軸綫,葉片安裝角,翼型安裝角i,翼型厚度C,翼型彎度f,柵距t,b,6,速度三角形,r u,w1,u1,c1,w2,u2,c2,in,out,前額綫,后額綫,1,2,1,2,W1 w2進(jìn)出口相對(duì)速度u1 u2進(jìn)出口牽連速度 C1 c2 進(jìn)出口絕對(duì)速度 Ca 軸向速度 已知qv , p , n ,2 Ca=qv/A u1=u2=nr/30,7,歐拉方程,歐拉方程是以質(zhì)點(diǎn)係動(dòng)量矩定理為理論基礎(chǔ)，即作用于該質(zhì)點(diǎn)係的所用外力對(duì)同一固定點(diǎn)或固定轉(zhuǎn)軸的合力矩。 M=qmcu2r2-qmcu1r1 (1-1) 同乘w可得 Mw=qm

3、 (cu2r2-cu1r1) (1-2),8,對(duì)于軸流式風(fēng)扇由于Mw=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(yáng)程H，僅與流體在葉片進(jìn)口和出口的速度有關(guān)，而與流體在葉輪內(nèi)部的流動(dòng)過程無關(guān)。 （2）流體所獲得的理論揚(yáng)程H，與輸送的流體的種類無關(guān)。無論輸送何種流體隻要進(jìn)出口速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或氣柱高度,9,伯努力方程,伯努力方程式是能量守恆和轉(zhuǎn)換定律的一種形式，實(shí)質(zhì)是氣體進(jìn)出管路中，葉片通過對(duì)氣體做功，改變氣體所具有的能量包括內(nèi)能和宏觀的動(dòng)能和勢(shì)能。具體用一下公式表示即 hth =h2-h1+(c2-c1)/2+g(z2-z1) (2-1) ws葉片對(duì)氣體所做的功 h-內(nèi)能 c /動(dòng)能 gz勢(shì)能,10,在軸流風(fēng)扇中，由于氣體位能很小，可不計(jì)。上式簡化為 hth =h2-h1+(c2-c1)/2 (2-2) 在扇葉設(shè)計(jì)中壓力是一個(gè)重要的參數(shù)為此根據(jù)h=p/引入了壓力值上式變?yōu)?hth =p2/2-p1/1 +(c2-c1)/2 (2-3) 在風(fēng)扇的進(jìn)出口由于壓力變化不大可作為不可壓縮流體即 1 = 2 = ,上式變?yōu)?11,hth