1、6 轴流式流体机械的叶轮理论对于轴流式流体机械,同样可采用欧拉方程来分析,但由于轴流式流体机械的叶轮数较少,叶片间的流道较宽,分析其实际能头时,要做很多修正。因而,其叶轮理论一般是用机翼理论来分析6-1 基本名词术语1.叶轮轮毂半径 hr2.叶片外缘半径 t3.基元(基元级)叶片:在叶片的任意半径 r 及 r+dr 处将两个同心圆柱面切开,则这两个面之间的部分称为基元叶片。4.翼型:设 dr 很小,基元叶片展开成平面,其中一个叶片的翼型断面5.工作面:翼型凹面正压力面6.背面:翼型凸面负压力面7.翼型中线(骨架线骨线):翼型两面间内切圆圆心的连线8.翼弦和弦长:中线端点的连线,长度 L 称为弦
2、长9.前缘点和后缘点:中线有两个端点,迎着来流方向的端点另一端点称为后缘点,翼型前缘是圆滑的,后缘是尖锐的10.前驻点和后驻点:来流接触翼型后开始分离的点称为前驻点,绕流翼型后在后端会合的点称为后驻点11.翼型厚度:与骨线垂直的翼形两面间的距离 , 最大厚度maxlmax12.挠度:翼型中线与翼弦的距离 f, lfmax13.翼展:垂直于纸面的翼型长度称为翼长或翼展 b,相对翼展 lb14.前缘方向角:翼型前缘点处中线的切线与翼弦所形成的夹角 1x15.后缘方向角:翼型后缘点处中线的切线与翼弦所形成的夹角 216.翼形弯曲角: 121yx17.叶栅:相同翼型等距排列的翼型系列18.叶栅列线:叶
3、栅中各翼型的相对应点的连线19.平面直列叶栅:叶栅列线为直线20.栅距:两相邻翼型在叶栅列线方向上的距离 t, zr/2r为圆柱切面的半径z为叶片数21.叶栅稠密度:弦长 l 与栅距 t 之比 l22.冲角:来流 与弦的夹角 称为冲角w23.正冲角:冲角在翼弦以下(工作面迎着来流)6-2 机翼和叶栅的升力理论一、弧立翼型的升力理论升力 wFy于:阻力 xblwCFxy22 升力系数y 阻力系数x滑翔角升阻比 xyyxCFtgtg1与断面形状,冲角,表面粗糙度雷诺数切线与纵坐标的夹角为 , 取最小值时,升阻比最大minintg二、叶栅1.速度 已知:nDAQ,对于等半径的叶栅:圆周速度 u21相
4、对速度的轴向分速 mmw21AQc2211 2121umumu uucwtg 1cuwmc 11w2c 22uw1u221uuuw2.动力学基本方程式叶栅作用在基元上的力有升力 ,和阻力 其合力为ydFxddFdF 与圆周方向一夹角为 )(90dF 的圆周分量为 )sin(cos u使翼型 dr 转动的推动功率 )sin(udFP叶片数为 Z,则所需总功率 )si(z流经 dr 段的流量为 ,则功率为TdQ tgwctlCwcgucuHtgwutlCcZtdrQbrFuzHuy mTmyyTmyyT/12sinosini/,)(os)in(s12i2,os)in(12当叶轮以角速度 转动时,由于叶轮内外半径的不同引起内外断面处圆周速度的不同,而希望内外断面所产生的能头相同,否则形成二次回流,由欧拉方程知 扭 曲 叶 片由 于 内外 外内 内外 内外 内内外外 2222AQcugcmu外2c 外2u内2w外2uc外2mc 外2y内2y内2u内2内mc内2uc2m+0-o