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1、主要参考资料,丁成伟 离心泵与轴流泵 关醒凡 现代泵设计手册 查森. 叶片泵原理及水力设计. 北京：机械工业出版社 曹鵾等编. 水轮机原理及水力设计. 北京：清华大学出版社 徐忠等编. 离心式压缩机原理. 北京：机械工业出版社舒士甄 蒋磁康等. 叶轮机械原理. 北京：清华大学出版社,兰州理工大学流体学院,第一章 叶片式流体机械概述 第一节 叶片式流体机械的工作过程,叶片式流体机械中的能量转换，是在带有叶片的转子及连续绕流叶片的流体介质之间进行的。叶片与介质间的作用力是惯性力。该力作用在转动的叶片上，因而产生了功（正或负视力矩和叶轮运动方向而定）。 功率计算,兰州理工大学流体学院,1、叶轮内的流
2、动过程:,轴流式叶轮,原动机,工作机,兰州理工大学流体学院,2、叶片式机器的特点： 1）具有一个带有叶片（动叶）的转子（叶轮impeller或转轮runer）； 2）工作时介质对叶片连续绕流； 3）介质作用于叶片的力是惯性力； 速度分量cu的影响?,兰州理工大学流体学院,3、壳体与静止叶栅的引入：,4）壳体与静止叶栅（静叶）,转轮（动叶）,导叶（静叶）,流线,2007-08-29I,兰州理工大学流体学院,4、圆周分速度的变化及其意义：,兰州理工大学流体学院,结论： 叶轮进、出口cu的变化与叶轮所转换的能量成正比； 机器进口处通常没有cu 机器出口处，通常不希望有cu 通过动叶与静叶的配合，可以
3、满足以上要求,兰州理工大学流体学院,5、反击式（反动式）流体机械： 轴流式、径流式和混流式（斜流式）,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,5、反击式（反动式）流体机械： 轴流式、径流式和混流式（斜流式）,原动机 静叶：c，p，但p0；叶轮（转轮）中，c，p,工作机 叶轮（转轮）中，c，p，静叶中，c，p,兰州理工大学流体学院,5、冲击式（冲动式）流体机械： （切击式（轴流）、斜击式和双击式）,原动机 静叶：c，p至 p=0；叶轮（转轮）中，c，p不变,工作机无冲击式！,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,部分进汽
4、（部分进水）,兰州理工大学流体学院,水轮是否属于我们所讨论的叶片式流体机械？,兰州理工大学流体学院,第二节 叶片式流体机械的主要性能参数,性能参数： 一、流量q： 单位时间内流过机器的介质的量（体积或质量） 二、能量（水头、扬程、压力、能量头、压缩比）： 单位数量介质与机器所交换的能量 1、液体（不可压缩）介质,2007-08-29II,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,电站水头与电站静水头：,水轮机水头（净水头）与电站（毛）水头,引水损失,兰州理工大学流体学院,泵的装置扬程,装置静扬程,扬程之间的关系,兰州理工大学流体学院,水头与扬程表示每一牛顿（单位重量）的液体通过机器时发生的能
5、量的变化量,问题1：水头与扬程的定义中的“单位数量”是什么？,问题2：水头与扬程的定义能否用在“神舟六号”上？,可以引入一个与重力无关的定义，只需将“重量”改为“质量”，这个定义称为能量头,兰州理工大学流体学院,2、不可压缩气体介质（通风机）,风压（全压与静压）,兰州理工大学流体学院,3、可压缩气体介质（压缩机）,能量头与压缩比,兰州理工大学流体学院,几个能量参数之间的关系,三、转速n 四、功率P与效率 原动机 输出功率 工作机 输入功率 对不可压缩流体，定义流体功率,兰州理工大学流体学院,效率可表示为（不可压）,或者,问题：对可压缩介质，效率的定义应该有什么考虑？,兰州理工大学流体学院,第三
6、节 叶片式流体机械结构形式简介,兰州理工大学流体学院,过流部件（通流部件）和结构部件,兰州理工大学流体学院,问题：单个叶轮的流量和能量头有没有限制？ 一、叶轮的配置方式，多级与多流，级的概念,兰州理工大学流体学院,背靠背,兰州理工大学流体学院,二、水轮机的结构 （一）水轮机的整体结构 立式与卧式 1、轴流式水轮机,兰州理工大学流体学院,转轮,尾水管,蜗壳,活动导叶,固定导叶,导水机构,兰州理工大学流体学院,2、贯流式水轮机： 全贯流式：,活动导叶,发电机转子,转轮叶片,尾水管,兰州理工大学流体学院,活动导叶,发电机,转轮,尾水管,灯泡式,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,轴伸式,活动
7、导叶,转轮,发电机,尾水管,兰州理工大学流体学院,3、混流式水轮机,兰州理工大学流体学院,4、斜流式水轮机,兰州理工大学流体学院,5、冲击（切击）式水轮机,兰州理工大学流体学院,（二）水轮机的过流部件 1、引水室：以合适的速度将水流均匀引入转轮 闭式蜗壳固定导叶,兰州理工大学流体学院,开式引水室明槽,兰州理工大学流体学院,2、导水机构,活动导叶控制传动机构,控制流量、调节功率,兰州理工大学流体学院,导水机构的分类：,兰州理工大学流体学院,3、转轮： 混流式,兰州理工大学流体学院,轴流式,兰州理工大学流体学院,斜流式,兰州理工大学流体学院,切击式,兰州理工大学流体学院,三者的相互位置与关系,兰州
8、理工大学流体学院,4、尾水管,：收集和排出水流，回收能量,5、喷嘴与喷针,兰州理工大学流体学院,折向器,喷针,兰州理工大学流体学院,三、叶片泵、风机与压缩机的结构 （一）叶片泵、风机与压缩机的整体结构,用途广泛，结构种类繁多 泵与通风机： 能量头接近，压力相差很大，由压力引起的结构不同 泵与压缩机： 压力接近，能量头相差很大，由能量头引起的结构不同 介质可压缩性的影响 冷却问题 介质可压缩性的影响 多级结构的不同,兰州理工大学流体学院,1、单级单吸悬臂式离心泵,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,2、潜水污水泵,兰州理工大学流体学院,3、单级离心风机,兰州理工大学流体学院,4、单级双吸
9、水平中开式离心泵,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,5、废气增压涡轮机组,兰州理工大学流体学院,6、节段式多级泵,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,7、双壳泵,外壳,内壳（中段）,兰州理工大学流体学院,8、多级离心式压缩机,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,9、航空发动机用离心和轴流式压缩机,兰州理工大学流体学院,9. 蜗壳式多级泵（水平中开式多级泵）,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,11、立式轴流泵,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,11、多级轴流式压缩机,兰州理工大学流体学院,（二）叶片泵、风机和压缩机的过流部件,1、吸入室：,直锥形,弯管形,肘管形,环形,半螺旋形,将水流按所需的速度均匀引入叶轮 处于叶轮的低压侧,兰州理工大学流体学院,2、叶轮 离心叶轮,兰州理工大学流体学院,兰州理工大学流体学院,轴流叶轮,兰州理工大学流体学院,斜流叶轮,兰州理工大学流体学院,3、压水室与扩压元件,蜗壳,无叶扩压器,环形室,径向导叶,导叶蜗壳,空间导叶,兰州理工大学流体学院,过流部件总结,原 动 机,引水部件：,工 作 机,吸入室：,导水机构：,控制流量，调节功率,转轮：,尾水管：,叶轮：,压出室：,兰州理工大学流体学院,7、双壳泵,外壳,内壳（中段）,兰州理工大学流体学院,
