6-軸流式流體機(jī)械的葉輪理論

第六章軸流式流體機(jī)械的葉輪理論

對(duì)于軸流式流體機(jī)械，同樣可采用歐拉方程來(lái)分析，但由于軸流式流體機(jī)械的葉輪數(shù)較少，葉片間的流道較寬，分析其實(shí)際能頭時(shí)，要做很多修正。因而，其葉輪理論一般是用機(jī)翼理論來(lái)分析。

以教材第二節(jié)的內(nèi)容為主，包括第一節(jié)的相關(guān)內(nèi)容。一、名詞術(shù)語(yǔ) 1、基元（基元級(jí)）葉片：在葉片的任意半徑r及r+dr處將兩個(gè)同心圓柱面切開(kāi)，則這兩個(gè)面之間的部分稱為基元葉片。 2、翼型：設(shè)dr很小，基元葉片展開(kāi)成平面，其中一個(gè)葉片的翼型斷面。 3、前緣點(diǎn)和后緣點(diǎn)：中線有兩個(gè)端點(diǎn)，迎著來(lái)流方向的端點(diǎn)另一端點(diǎn)稱為后緣點(diǎn)，翼型前緣是圓滑的，后緣是尖銳的。§6-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論

4、前駐點(diǎn)和后駐點(diǎn)：來(lái)流接觸翼型后開(kāi)始分離的點(diǎn)稱為前駐點(diǎn)，繞流翼型后在后端會(huì)合的點(diǎn)稱為后駐點(diǎn)。 5、翼型厚度：與骨線垂直的翼形兩面間的距離，最大厚度，相對(duì)厚度?！?-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論 6、撓度：翼型中線與翼弦的距離

，相對(duì)撓度。 7、翼展：垂直于紙面的翼型長(zhǎng)度稱為翼長(zhǎng)或翼展b，相對(duì)翼展。 8、前緣方向角：翼型前緣點(diǎn)處中線的切線與翼弦所形成的夾角。 9、后緣方向角：翼型后緣點(diǎn)處中線的切線與翼弦所形成的夾角 10、翼形彎曲角：§6-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論二、孤立翼型的動(dòng)力特性 由典型空氣動(dòng)力學(xué)和相關(guān)風(fēng)洞試驗(yàn)可知；把孤立翼型置于無(wú)限流場(chǎng)內(nèi)，其受力狀況如圖所示，而力的大小則可由：計(jì)算，式中系數(shù)、如圖由翼型的實(shí)驗(yàn)動(dòng)力特征曲線確定?！?-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論§6-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論 討論：

1）翼型的實(shí)驗(yàn)動(dòng)力特性曲線與翼型號(hào)一一對(duì)應(yīng)；

2）翼型的質(zhì)量主要取決于其最高質(zhì)量區(qū)；

3）經(jīng)典的航空翼型，其能量性能較好而汽蝕性能則往往較差。三、柵中翼型的動(dòng)力特性 有限流場(chǎng)柵中翼型的動(dòng)力特性可用下式表述： 式中：

①；§6-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論

②如圖由和的幾何平均值確定：

③校正系數(shù)

由下式給出： ④而L則是通過(guò)作如圖所示的平板直列葉柵，由平板直列葉柵修正系數(shù)圖確定：§6-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論§6-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論四、軸流式葉輪的基本方程

1、導(dǎo)出：

考察半徑圓柱流面上的葉柵對(duì)液體做功的功率有： 又有： 代入并化簡(jiǎn)得水輪的理論能頭：§6-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論

因有：

即：

風(fēng)輪的理論全壓為：

引入： 可得：§6-1

機(jī)翼和葉柵的升力理論 2、討論： 1）另有圓弧法、奇點(diǎn)分步法（二元）、三元流場(chǎng)計(jì)算等； 2）流動(dòng)效率高與抗汽蝕性能好是一對(duì)矛盾； 3）流動(dòng)效率與抗汽蝕性能的優(yōu)劣，取決于所設(shè)計(jì)的葉柵參數(shù)的組合； 4）升力法基本方程式的物理意義在于其左邊反映設(shè)計(jì)葉柵動(dòng)力特性，右邊則代表葉輪的特征參數(shù)（分子和

分母