葉片式流體機(jī)械課件

學(xué)號(hào)：042052008

葉片式流體機(jī)械機(jī)械電子工程導(dǎo)師：朱祖超（教授）版權(quán)所有翻錄必究一、流體力學(xué)二、流體機(jī)械概論三、葉片式流體機(jī)械版權(quán)所有翻錄必究一、流體力學(xué)流體力學(xué)研究的是流體的平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是流體機(jī)械的基礎(chǔ)內(nèi)容。流體力學(xué)包括兩個(gè)基本部分：研究流體平衡規(guī)律——流體靜力學(xué)；研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律——流體動(dòng)力學(xué)。重點(diǎn)討論流體動(dòng)力學(xué)。重點(diǎn)介紹理想流體的微細(xì)流體恒定流動(dòng)時(shí)的伯努利方程。

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根據(jù)理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程式（又稱歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程式）：

……（1）

……（2）……（3）將式（1）、（2）、（3）分別乘以dx、dy、dz，然后將這三個(gè)式相加。先看相加之后式的左端：由于討論的是恒定流，所以

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同時(shí)考慮到在流線各點(diǎn)上均有這樣的關(guān)系：dx/ux=dy/uy=dz/uz,于是得：

uxdux+uyduy+uzduz=d(ux2+uy2+uz2);而合速度u與三個(gè)坐標(biāo)軸上的分速度之間的關(guān)系是：

u2=(ux2+uy2+uz2),

所以d(ux2+uy2+uz2)/2=d(u2)/2。再看三式相加之后式的右端：如果流體的質(zhì)量力只是重力，則：X=0，Y=0，Z=0。所以Xdx+Ydy+Zdz=-gdz；由于是恒定流，所以壓強(qiáng)的全微分

于是，三式相加之后式的右端為：-gdz-dp/ρ;所以得：d(u2)/2=-gdz-dp/ρ對(duì)于非壓縮性流體，ρ=常數(shù)，于是可寫成d(gz+p/ρ+u2/2)=0,積分后得：

gz+p/ρ+u2/2=常數(shù)，又流體重度=ρg，將上式兩端除以重力加速度g，得：

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由于上式中的三項(xiàng)之和對(duì)于流線上的任何點(diǎn)都是常數(shù)，因此，對(duì)于上圖兩個(gè)位置1和2上的流體質(zhì)點(diǎn)：

這就是不可壓縮性的理想流體微細(xì)流作恒定流動(dòng)時(shí)的伯努利方程。

版權(quán)所有翻錄必究2、流體機(jī)械的分類

根據(jù)不同的原則，流體機(jī)械可以有不同的分類：（1）按不同的作用機(jī)理分類

葉片式（也稱動(dòng)力式）流體機(jī)械

它包括離心泵、軸流泵等各種葉片式泵、反擊式水輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等各種風(fēng)機(jī)，也包括液力傳動(dòng)機(jī)械等等。其基本特點(diǎn)是工作過(guò)程借助于葉輪的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。

容積式流體機(jī)械它包括各類液、氣介質(zhì)的往復(fù)式泵和轉(zhuǎn)子泵、液氣動(dòng)馬達(dá)、壓縮機(jī)、液壓缸筒、氣缸等。它們的工作過(guò)程均通過(guò)“工作容積”的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。

其它作用機(jī)理流體機(jī)械

包括射流泵、液環(huán)泵、旋渦泵、部分流泵、沖擊式水輪機(jī)等，具有與葉片式和容積式不同作用機(jī)理的流體機(jī)械。

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（2）按不同的流體形態(tài)分類

可分為液體介質(zhì)和氣體介質(zhì)兩類流體機(jī)械。液體和氣體統(tǒng)稱為流體。這兩類機(jī)械由于介質(zhì)密度相差懸殊，因此在單位功率體積比上也相差很大，同時(shí)在介質(zhì)密封的方法和具體機(jī)構(gòu)上也大有差別。

（3）按工作中是否考慮流體的可壓縮性分類

可分為不壓縮和可壓縮兩類流體機(jī)械。各種液體介質(zhì)機(jī)械和工作壓力較低的通風(fēng)機(jī)均屬不壓縮流體機(jī)械（因?yàn)樗亲畛Ｒ?jiàn)和最常用的不可壓縮流體，這類流體機(jī)械也常稱作“水力機(jī)械”）；工作壓力較高的鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等氣體介質(zhì)機(jī)械，包括葉片式和容積式的均屬可壓縮流體機(jī)械。

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（4）按機(jī)械的作用功能分類

工作機(jī)械類

它包括葉片式和容積式的泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等，其特點(diǎn)是吸收原動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械功量，輸出高能量的流體（高壓、高速流動(dòng)的流體）。動(dòng)力機(jī)類

它包括水輪機(jī)、液動(dòng)或氣動(dòng)馬達(dá)、缸筒，以及渦輪動(dòng)力機(jī)，乃至風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)車也屬此類機(jī)械。其特點(diǎn)是利用輸入的流體機(jī)械能（位能、壓力能、動(dòng)能），通過(guò)機(jī)械的轉(zhuǎn)換而輸出機(jī)械功量（以轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩形式輸出）。動(dòng)力傳動(dòng)類

這是一類特殊的流體機(jī)械，用來(lái)作為機(jī)械動(dòng)力的傳輸、變換裝置使用，包括液力傳動(dòng)機(jī)械、液壓傳動(dòng)機(jī)械及氣壓傳動(dòng)機(jī)械三大類。

（5）按流體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分類

可分為有壓流動(dòng)類和無(wú)壓流動(dòng)類。

版權(quán)所有翻錄必究1、液體介質(zhì)葉片式流體機(jī)械簡(jiǎn)介

在以液體為介質(zhì)的葉片式流體機(jī)械中，根據(jù)液體機(jī)械能與葉輪上的機(jī)械功量間傳轉(zhuǎn)特點(diǎn)的不同，有葉片式泵、反擊式水輪機(jī)及液力傳動(dòng)機(jī)械三大類。

（1）葉片式泵

葉片式泵包括各種離心泵、混流泵、軸流泵，其中有應(yīng)用于核能發(fā)電、火力發(fā)電等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要產(chǎn)業(yè)部門的高性能泵，更包括各行各業(yè)廣泛使用，具有諸多不同特點(diǎn)的各類工業(yè)用泵、農(nóng)業(yè)水利用泵和生活民用的泵類產(chǎn)品。泵類產(chǎn)品是一種工作機(jī)械，它們?cè)诠δ軅鬓D(zhuǎn)形式上的共同特點(diǎn)是吸收動(dòng)力機(jī)（電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等）所提供的轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)速機(jī)械功量，并將其轉(zhuǎn)化為以壓力和流速形式體現(xiàn)的液體機(jī)械能，以完成輸送液體或滿足其它生產(chǎn)流程所需或科學(xué)研究之用。

版權(quán)所有翻錄必究（2）反擊式水輪機(jī)

“反擊式”意指水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪是借助于通過(guò)轉(zhuǎn)輪的水流對(duì)轉(zhuǎn)輪的“反作用”力驅(qū)動(dòng)的。（3）液力傳動(dòng)機(jī)械

液力傳動(dòng)機(jī)械既不是工作機(jī)械，也不是動(dòng)力機(jī)械，而是一類動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)械。它有液力變矩器和液力偶合器兩大類。

2、氣體介質(zhì)葉片式流體機(jī)械概況

根據(jù)工作壓力的不同，這類機(jī)械可分為三個(gè)檔次：通風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓在14700Pa（1500mmH2O）以下；鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓在14700~34300Pa