流體機(jī)械原理-教學(xué)課件

流體機(jī)械原理-教學(xué)課件第一頁(yè)，共80頁(yè)。主要參考資料丁成偉離心泵與軸流泵關(guān)醒凡現(xiàn)代泵設(shè)計(jì)手冊(cè)查森.葉片泵原理及水力設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社曹鵾等編.水輪機(jī)原理及水力設(shè)計(jì).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)出版社第二頁(yè)，共80頁(yè)。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(guò)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。葉片與介質(zhì)間的作用力是慣性力。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)算第三頁(yè)，共80頁(yè)。cmcuc1、葉輪內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程:軸流式葉輪原動(dòng)機(jī)工作機(jī)第四頁(yè)，共80頁(yè)。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?第五頁(yè)，共80頁(yè)。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)葉）導(dǎo)葉（靜葉）流線2007-08-29I第六頁(yè)，共80頁(yè)。4、圓周分速度的變化及其意義：原動(dòng)機(jī)：cu=0導(dǎo)葉cu葉輪cu=0工作機(jī)：

cu=0葉輪cu導(dǎo)葉cu=0第七頁(yè)，共80頁(yè)。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(méi)有cu機(jī)器出口處，通常不希望有cu通過(guò)動(dòng)葉與靜葉的配合，可以滿足以上要求第八頁(yè)，共80頁(yè)。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）第九頁(yè)，共80頁(yè)。第十頁(yè)，共80頁(yè)。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p>0；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↑第十一頁(yè)，共80頁(yè)。5、沖擊式（沖動(dòng)式）流體機(jī)械：（切擊式（軸流）、斜擊式和雙擊式）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(wú)沖擊式！?。〉谑?yè)，共80頁(yè)。第十三頁(yè)，共80頁(yè)。第十四頁(yè)，共80頁(yè)。第十五頁(yè)，共80頁(yè)。第十六頁(yè)，共80頁(yè)。部分進(jìn)汽（部分進(jìn)水）第十七頁(yè)，共80頁(yè)。水輪是否屬于我們所討論的葉片式流體機(jī)械？第十八頁(yè)，共80頁(yè)。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(guò)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第十九頁(yè)，共80頁(yè)。第二十頁(yè)，共80頁(yè)。電站水頭與電站靜水頭：水輪機(jī)水頭（凈水頭）與電站（毛）水頭引水損失第二十一頁(yè)，共80頁(yè)。泵的裝置揚(yáng)程裝置靜揚(yáng)程揚(yáng)程之間的關(guān)系第二十二頁(yè)，共80頁(yè)。水頭與揚(yáng)程表示每一牛頓（單位重量）的液體通過(guò)機(jī)器時(shí)發(fā)生的能量的變化量問(wèn)題1：水頭與揚(yáng)程的定義中的“單位數(shù)量”是什么？問(wèn)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(wú)關(guān)的定義，只需將“重量”改為“質(zhì)量”，這個(gè)定義稱為能量頭第二十三頁(yè)，共80頁(yè)。2、不可壓縮氣體介質(zhì)（通風(fēng)機(jī)）風(fēng)壓（全壓與靜壓）第二十四頁(yè)，共80頁(yè)。3、可壓縮氣體介質(zhì)（壓縮機(jī)）能量頭與壓縮比第二十五頁(yè)，共80頁(yè)。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，定義流體功率第二十六頁(yè)，共80頁(yè)。效率可表示為（不可壓）或者問(wèn)題：對(duì)可壓縮介質(zhì)，效率的定義應(yīng)該有什么考慮？第二十七頁(yè)，共80頁(yè)。第三節(jié)葉片式流體機(jī)械結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)介第二十八頁(yè)，共80頁(yè)。過(guò)流部件（通流部件）和結(jié)構(gòu)部件第二十九頁(yè)，共80頁(yè)。問(wèn)題：?jiǎn)蝹€(gè)葉輪的流量和能量頭有沒(méi)有限制？一、葉輪的配置方式，多級(jí)與多流，級(jí)的概念第三十頁(yè)，共80頁(yè)。背靠背第三十一頁(yè)，共80頁(yè)。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)第三十二頁(yè)，共80頁(yè)。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)第三十三頁(yè)，共80頁(yè)。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)輪葉片尾水管第三十四頁(yè)，共80頁(yè)?；顒?dòng)導(dǎo)葉發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)輪尾水管燈泡式第三十五頁(yè)，共80頁(yè)。第三十六頁(yè)，共80頁(yè)。軸伸式活動(dòng)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)輪發(fā)電機(jī)尾水管第三十七頁(yè)，共80頁(yè)。3、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)第三十八頁(yè)，共80頁(yè)。4、斜流式水輪機(jī)第三十九頁(yè)，共80頁(yè)。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)第四十頁(yè)，共80頁(yè)。（二）水輪機(jī)的過(guò)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)葉第四十一頁(yè)，共80頁(yè)。開(kāi)式引水室＝明槽第四十二頁(yè)，共80頁(yè)。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)功率第四十三頁(yè)，共80頁(yè)。徑向（圓柱）、斜向（圓錐）和軸向（圓盤(pán)）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的分類(lèi)：第四十四頁(yè)，共80頁(yè)。3、轉(zhuǎn)輪：混流式上冠下環(huán)葉片第四十五頁(yè)，共80頁(yè)。軸流式第四十六頁(yè)，共80頁(yè)。斜流式第四十七頁(yè)，共80頁(yè)。切擊式第四十八頁(yè)，共80頁(yè)。三者的相互位置與關(guān)系第四十九頁(yè)，共80頁(yè)。4、尾水管：收集和排出水流，回收能量5、噴嘴與噴針折向器第五十頁(yè)，共80頁(yè)。折向器噴針第五十一頁(yè)，共80頁(yè)。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(lèi)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(wèn)題介質(zhì)可壓縮性的影響多級(jí)結(jié)構(gòu)的不同第五十二頁(yè)，共80頁(yè)。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）軸第五十三頁(yè)，共80頁(yè)。第五十四頁(yè)，共80頁(yè)。2、潛水污水泵潛水電機(jī)葉輪蝸殼第五十五頁(yè)，共80頁(yè)。3、單級(jí)離心風(fēng)機(jī)蝸殼軸承座葉輪前導(dǎo)葉第五十六頁(yè)，共80頁(yè)。4、單級(jí)雙吸水平中開(kāi)式離心泵葉輪泵體軸第五十七頁(yè)，共80頁(yè)。第五十八頁(yè)，共80頁(yè)。第五十九頁(yè)，共80頁(yè)。第六十頁(yè)，共80頁(yè)。5、廢氣增壓渦輪機(jī)組壓縮葉輪燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)蝸殼第六十一頁(yè)，共80頁(yè)。6、節(jié)段式多級(jí)泵葉輪導(dǎo)葉進(jìn)水段出水段中段第六十二頁(yè)，共80頁(yè)。第六十三頁(yè)，共80頁(yè)。7、雙殼泵外殼內(nèi)殼（中段）第六十四頁(yè)，共80頁(yè)。8、多級(jí)離心式壓縮機(jī)13456782第六十五頁(yè)，共80頁(yè)。第六十六頁(yè)，共80頁(yè)。9、航空發(fā)動(dòng)機(jī)用離心和軸流式壓縮機(jī)第六十七頁(yè)，共80頁(yè)。9.蝸殼式多級(jí)泵（水平中開(kāi)式多級(jí)泵）123第六十八頁(yè)，共80頁(yè)。第六十九頁(yè)，共80頁(yè)。11、立式軸流泵葉輪吸入室葉輪室導(dǎo)葉出水彎管第七十頁(yè)，共80頁(yè)。第七十一頁(yè)，共80頁(yè)。11、多級(jí)軸流式壓縮機(jī)第七十二頁(yè)，共80頁(yè)。（二）葉片泵、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的過(guò)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)第七十三頁(yè)，共80頁(yè)。2、葉輪離心葉輪后蓋板(輪盤(pán))前蓋板(輪蓋)葉片第七十四頁(yè)，共80頁(yè)。第七十五頁(yè)，共80頁(yè)。軸流葉輪輪轂葉片第七十六頁(yè)，共80頁(yè)。斜流葉輪輪轂體葉片轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)第七十七頁(yè)，共80頁(yè)。3、壓水室與擴(kuò)壓元件蝸殼無(wú)葉擴(kuò)壓器環(huán)形室徑向?qū)~導(dǎo)葉＋蝸殼空間導(dǎo)葉第七十八頁(yè)，共80頁(yè)。過(guò)流部件總結(jié)原動(dòng)機(jī)引水部件：工作機(jī)吸入室：將水