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1、第二章 叶片机械（透平机械）,结构简单（主体部件少） 理论复杂 用途广泛,目前单机水平最大流量：660000m3/min (风机)最高功率：8万Kw (风机)，130万Kw (汽轮机组) 最大转速：80万r/min (膨胀机),特点：流量大、功率大、转速高；连续流动；易损件少,概况,第一节 典型结构和级,一、典型结构,叶轮,蜗壳,进口,1、单级单吸悬臂离心泵,转轴,轴承,轴承,2、单级双吸水平中开式离心泵,叶轮,蜗壳,进口,进口,转轴,轴承,轴承,3、多级（4级）离心泵,转轴,键,4、单级离心通风机,特点：板金结构,转轴,轴承,轴承,5、增压器（单级压缩机，单级涡轮机）,6、空调用膨胀机 （单
2、级压缩机，单级膨胀机）,飞机上用 两个相同的径流叶轮,叶轮,叶轮,1-空气入口 2-压气机(17级) 3-燃油 4-燃烧室 5-涡轮(3级) 6-喷管,7、涡轮喷气发动机原理简图,静叶,动叶,静叶,动叶,二、级（定义和表示）,一个旋转叶轮 + 固定元件(扩压器或导叶或喷嘴、蜗壳等) 或者动叶栅+静叶栅,定义,蜗壳,径向工作机,径向原动机,1、 径流级（常用子午面和径向面表示）,子午面通过旋转轴的平面，也称为轴面 ；,面上叶片为旋转投影。,径向面则是垂直于旋转轴的平面。,2、轴流级（常用子午面和周向面表示）,工作机级,原动机级,叶轮,喷嘴,后导叶,动叶栅,动叶栅,静叶栅后导叶,静叶栅喷嘴,子 午
3、 面,周向展开面,原动机级,工作机级,一. 叶轮进出口速度三角形,1. 矢量定义：,速度绝对c、相对w、牵连u,叶轮旋转才有速度三角形,2. 标量关系：, cu=ccos()=u - cm ctg(), 绝对速度c与周向速度u的夹角, 相对速度w与周向速度u的反(正)方向夹角, ,第二节 叶轮中能量转换,欧美表示,3、一般由下面三个条件画出：,底边u: u=2rn/60,底边u上的高cm: cm =qm /(F),某角度或线段：例如,高cm,cu,进口的1(或1):与叶轮前导叶出口1b有关,出口的 2(或cu2):与叶轮出口叶片角2b等参数有关,cm= wm =哪个分量 ?,cu=cmtg()
4、=u - cm ctg(),离心叶轮速度三角形,例1：叶轮的流量qv=56700m3/h,转速n=2900rpm,出口直径D2=0.88m,出口宽度b2=0.182m,出口角2=2b =50o, 进口直径D1=0.6m,宽度b1=0.21m, 进口无预旋(c1u=0)，不可压缩流体，请计算有关参数，并画出进出口速度三角形？(离心叶轮),解:边u1=D1n/60=91.1m/s; u2=D2n/60=133.6m/s;, u边上的高c1m=c1r= qv /(D1b1)=39.79m/sc2m=c2r= qv /(D2b2)=32.06m/s, c1u=0 或1=90o，进口为直角速度三角形,2
5、=2b =50o，或W2u =c2r ctg 2=27.35m/s,或c2u=u2-c2r ctg 2=106.25m/s,例1图,u1 = 9 1.1,c1 =c1r =39.79,w1,c2r =32.06,u2 =133.6,w2,c2,=27.35,2=50o,原动机,工作机,轴流叶轮速度三角形,涡轮机进、出口速度三角形,例2、轴流叶轮的流量qv=38m3/s，叶片顶部直径,Dt=1.5m，根部直径Dh=1.05m，转速n=960rpm, 气流转折角2-1=15o，进口无预旋，不可压缩流体，请计算叶片平均面上有关参数，并画出进出口速度三角形？,解：在叶片平均面上，平均直径为Dm=(Dt
6、*Dh)0.5边u1=u2=Dmn/60=63.08m/s;,高c1z=c2z= qv / (Dt2-Dh 2)=42.14m/s, 1=90o，进口为直角速度三角形；,由 1=arctg(c1r/u1)=33.745o 得,2=1+(2- 1)=48.745o；或计算w2u=c2z ctg 2=36.96m/s 或计算c2u 都是为定底边上的一个点,例2图,c1 =c1r=c2r,w1,w2,c2,w2u,c2u= u2 - w2u,w1u - w2u,c2u - c1u,等高、等底的进出口速度三角形； w1u - w2u = c2u - c1u,决定如下情况的机器形式，画出各叶轮进出口速度
7、三角形，分析其特点。 u1=u2=100m/s，w1=115m/s，1=90，w2=60m/s，轴向分速为常数，2w2为扩压的工作机。由图 u = -w1u + c1u = -w2u + c2u所以 w2u- w1u = c2u - c1u = cu ； w2z= w1z = c2z = c1z = c1m, n=32000rpm，r1=200mm，r2=80mm，u1=d1n/60=335.1m/s,u2=(d2/d1)u1=134.04m/s；u1u2 是径流式机械，一般为膨胀的原动机。,c1=387m/s， c2=200m/s， 2=95， 1=90 。,4. 绝对速度分量：,cm = cr? cm = cz ?,
