《叶轮机械原理讲义》课件

叶轮机械原理讲义课程目标掌握叶轮机械的基本原理和工作特性了解叶轮机械的分类、结构和工作原理学习叶轮机械的性能分析方法和设计流程绪论叶轮机械是现代工业中不可或缺的一部分，广泛应用于能源、交通、化工等领域流体力学基础流体定义流体性质流体是指在一定压力下能够流动流体的性质包括密度、粘度、表并能改变形状的物质常见的流面张力等，这些性质影响流体的体包括液体和气体流动特性和叶轮机械的性能流体运动流体的运动包括层流和湍流，两种运动模式对叶轮机械的设计和运行有不同的影响液体的性质不可压缩性粘性液体在常温常压下体积不易压缩液体内部存在着分子间的相互吸，密度变化很小引力，导致流动时产生内摩擦力，称为粘性表面张力液体表面存在着一种使表面积尽可能缩小的力，称为表面张力流体运动的基本定律牛顿粘性定律连续性方程伯努利方程描述了流体内部的剪切应力与剪切速率之间描述了流体在流动过程中质量守恒的原理描述了流体在流动过程中的能量守恒的原理的关系流体静力学压力浮力压力中心流体静力学研究静止流体中压力的分布规浸没在流体中的物体受到的向上浮力，其压力中心是指物体表面上所有压力的合力律静止流体中，压力在各个方向上都相大小等于被物体排开的流体的重量作用点压力中心的位置取决于物体的形等，且随深度增加而增大状和流体的密度流体动力学流体运动基本方程边界层理论湍流研究流体在运动状态下所表现包括连续性方程、动量方程和解释流体在固体表面附近的速研究流体运动的不稳定性和复出的规律能量方程度变化规律杂性经典叶轮理论速度三角形理想流体分析描述叶轮内流体运动状态，分析基于理想流体假设，简化分析，叶轮的能量转换过程得出叶轮的基本性能参数损失与效率分析实际叶轮流道中产生的损失，计算叶轮的效率速度三角形速度三角形是用来分析叶轮机械中流体运动的重要工具它由三个速度矢量组成绝对速度、相对速度和叶片速度绝对速度是指流体相对于静止坐标系的运动速度；相对速度是指流体相对于旋转叶片的运动速度；叶片速度是指叶片的运动速度通过速度三角形可以分析叶轮机械的能量转换过程，确定流体的运动方向和大小，并为叶轮的设计提供依据理想流体分析忽略流体的粘性，流体与叶轮之间无不考虑流体能量损失，假设能量守恒相对滑动利用伯努利方程等理论进行分析，简化计算损失与效率损失类型效率定义效率提升摩擦损失效率是指叶轮机械实际输出功率与理想输通过优化叶轮设计和材料选择，可以降低•出功率之比损失，提高效率泄漏损失•涡流损失•实际叶轮流道分析流体运动效率12分析叶轮流道内流体的运动，评估流体在叶轮流道内的能量并考虑摩擦、流动分离等实际损失，计算叶轮机械的实际效因素的影响率性能3预测叶轮机械在实际工况下的性能，并优化设计以提高效率和性能流道损失分析摩擦损失局部损失能量损失影响流体在流道壁面流动时产生的摩擦力导致的流体在流道中遇到突变或障碍物时产生的漩流道损失会降低叶轮机械的效率，降低其工能量损失涡或湍流导致的能量损失作性能泵与压缩机的分类泵压缩机用于输送液体，将低压液体提升至高压用于压缩气体，将低压气体提升至高压涡旋式泵的工作原理旋转1涡轮快速旋转，产生离心力吸入2液体被吸入泵体中心排出3液体在离心力作用下被排出离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线反映了泵的性能，包括流量、扬程、效率和功率等参数随转速的变化关系这些曲线对于选择、安装和运行泵至关重要，能帮助确定泵的最佳工作点特性曲线通常包括流量扬程曲线、效率曲线和功率曲线流量--扬程曲线表示泵的扬程随流量的变化关系效率曲线则表示泵的效率随流量的变化关系功率曲线表示泵的功率随流量的变化关系离心泵的选型流量扬程确定所需输送的液体流量，以选择合根据输送高度和克服阻力所需的压力适的泵型号，确定所需的扬程转速选择与系统匹配的转速，避免过高或过低转速带来的问题轴流泵的工作原理叶轮旋转轴流泵的叶轮安装在电机轴上，电机带动叶轮旋转，产生旋转流场流体流动流体被叶轮旋转产生的流场带动，沿着叶轮轴线方向流动能量传递叶轮将旋转能量传递给流体，使流体获得动能和压能轴流泵的特性曲线轴流泵的特性曲线反映了泵的性能参数与流量之间的关系主要包括流量扬程曲线、流量效率曲线和流量功率曲线---流量扬程曲线显示了不同流量下泵的扬程变化情况，反映了泵的-扬程随流量的变化规律流量效率曲线反映了不同流量下泵的效-率变化情况，显示了泵的效率随流量的变化规律流量功率曲线反映了不同流量下泵的功率变化情况，显示了泵的-功率随流量的变化规律通过分析这些曲线，可以了解轴流泵的工作特性，选择合适的工况点，并进行效率优化轴流泵的选型流量要求扬程要求12轴流泵主要用于大流量、低扬轴流泵的扬程一般较低，适合程场合于低扬程、大流量的场合安装空间3轴流泵的轴向尺寸较长，需要较大的安装空间离心压缩机的工作原理吸入1空气从吸入口进入压缩机，并被旋转的叶轮带动压缩2叶轮的旋转使空气加速，并被压缩排气3压缩后的空气从排气口排出，进入管道压缩机的特性曲线压缩机的特性曲线是反映压缩机性能的重要指标，它描述了压缩机在不同工况下，排气压力、流量、功率、效率等参数之间的关系压缩机的特性曲线通常包括以下几个参数排气压力•流量•功率•效率•压缩机的选型工作压力流量需求根据压缩机的工作压力要求选择根据压缩机的流量需求选择合适合适的型号的型号压缩机类型运行环境根据压缩机的工作原理选择合适根据压缩机的运行环境选择合适的型号的型号旋转式压缩机的工作原理转子旋转1旋转的转子将气体从吸入口输送到排出口气体压缩2转子与机壳之间的间隙不断减小，压缩气体排气3压缩后的气体从排气口排出液环式真空泵的工作原理旋转叶轮泵体内部有一个偏心旋转的叶轮液环形成叶轮旋转时，液体被甩向泵体壁面，形成一个连续的液环抽气过程被抽气体进入液环与液环的间隙，被液环压缩排出水轮机的工作原理能量转换1将水的势能转化为机械能叶轮旋转2水流冲击叶轮，产生旋转力发电3旋转的叶轮驱动发电机水轮机的特性曲线水轮机的特性曲线描述了水轮机在不同工况下的性能变化，包括流量、转速、功率等参数之间的关系常见的特性曲线包括流量功率曲线、流量转速曲线、流量效率---曲线等水轮机的选型流量水头运行条件水轮机选型应根据水流流量进行选择，以水头是水轮机工作的重要参数，它决定了应考虑水轮机运行环境，如水质、温度、确保最佳的效率水轮机转速和功率压力等结语课程结束后，期待您能将所学知识应用于实际工程问题，为叶轮机械领域****的发展贡献力量！。