速度三角形和其應(yīng)用的

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案吉林大學(xué)本科生論文專業(yè)：熱能與動力工程（熱能）姓名：無名英雄學(xué)號：精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案速度三角形的應(yīng)用前言水輪在的水流運(yùn)動是相當(dāng)復(fù)雜的，在水輪機(jī)的不同過流部件有著不同的運(yùn)動規(guī)律。比如，水流在轉(zhuǎn)輪中的運(yùn)動，一方面沿著葉片流道運(yùn)動，一方面還要隨著轉(zhuǎn)輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。水流質(zhì)點(diǎn)沿著轉(zhuǎn)輪葉片的運(yùn)動稱為相對運(yùn)動；水流質(zhì)點(diǎn)隨著轉(zhuǎn)輪一起旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動稱為牽連運(yùn)動，對水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪而言，即為圓周運(yùn)動；水流質(zhì)點(diǎn)對水輪機(jī)固定部件的運(yùn)動稱為絕對運(yùn)動。根據(jù)力學(xué)中速度分解和合成的原理，轉(zhuǎn)輪中任一點(diǎn)水流質(zhì)點(diǎn)的絕對速度都可以分解為沿轉(zhuǎn)輪葉片流動的相對速度和隨著轉(zhuǎn)輪一起旋轉(zhuǎn)的牽連速度，這三個速度向量構(gòu)成一個閉合的三角

2、形，一般把這個三角形稱為水輪機(jī)水流速度三角形。流體在葉輪中除作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動外，同時還從葉輪進(jìn)口向出口流動，因此流體在葉輪中的運(yùn)動為復(fù)合運(yùn)動。當(dāng)葉輪帶動流體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，流體具有圓周運(yùn)動(牽連運(yùn)動)。其運(yùn)動速度稱為圓周速度，用符號u表示，其方向與圓周切線方向一致，大小與所在半徑及轉(zhuǎn)速有關(guān)。流體沿葉輪流道的運(yùn)動，稱相對運(yùn)動,其運(yùn)動速度稱相對速，符號w表示，其方向?yàn)槿~片的切線方向、大小與流量及流道形狀有關(guān)。流體相對靜止機(jī)殼的運(yùn)動，稱絕對運(yùn)動，其運(yùn)動速度稱絕對速度，用符號V表示，由這三個速度向量組成的向量圖，稱為速度三角形。速度三角形是研究流體在葉輪中運(yùn)動的重要工具。絕對速度u可以分解為兩個相互垂

3、直的分量：即絕對速度圓周方向的分量和絕對速度在軸面(通過泵與風(fēng)機(jī)軸心線所作的平面)上的分量。絕對速度v與圓周速度u之間的夾角用α表示，稱絕對速度角；相對速度與圓周速度反方向的夾角用β表示，稱為流動角。葉片切線與圓周速度反方向的夾角，稱為葉片安裝角用βa表示。流體沿葉片型線運(yùn)動時，流動角β等于安裝角βa。用下標(biāo)l和2表示葉片進(jìn)口和出口處的參數(shù)，∞表示無限多葉片時的參數(shù)。速度三角形一般只需已知三個條件就可畫出。其求法如下：(1)圓周速度u(2)軸面速度vm由連續(xù)流動方程得到由于有效斷面被葉片厚度5占去一部分。設(shè)每一葉片在圓周方向的長度為σ，如葉輪共有z個葉片，則總長度為zσ，則面積為zσb

4、，有效斷面積A應(yīng)為排擠系數(shù)表示葉片厚度使流道有效斷面積減小的程度。對于泵ψ在0．75～0．95的范圍，軸面速度可用下式計算：(3)相對速度w的方向或安裝角βa,當(dāng)葉片無限多時，相對速度的方向應(yīng)與葉片安裝角的方向一致。求出u、vm及βa后，即可按比例畫出速度三角形。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案軸流式壓氣機(jī)基元級速度三角形多級軸流式壓氣機(jī)由若干單級壓氣機(jī)組成，如圖所示，由一排旋轉(zhuǎn)工作葉片組成的輪子叫葉輪；由一排機(jī)制的整流葉片鎖組成的圓環(huán)叫做整流環(huán)。葉輪和整流環(huán)交錯排列。一個葉輪和一個整流環(huán)組成軸流式壓氣機(jī)的幾個單級，它是多級式軸流式壓氣機(jī)的基本單元。在分析某一單級里的氣體流動情形和增壓原理是比較復(fù)

5、雜的，為簡化問題，可以做三個基本假設(shè)：(1)空氣流過壓氣機(jī)時，為絕熱流動；(2)當(dāng)壓氣機(jī)工作狀態(tài)一定時，氣體為穩(wěn)定流動；(3)壓氣機(jī)同一截面上的個點(diǎn)參數(shù)數(shù)值相同。壓氣機(jī)同一截面上的實(shí)際流動情形沿葉高是稍有差別的，但以平均半徑處的流動情況最具有代表性。為研究方便，將每一單級壓氣機(jī)分成3個截面，如下圖所示：①－①:葉輪進(jìn)口截面②－②:整流環(huán)進(jìn)口截面，即葉輪出口截面③－③:整流環(huán)出口截面，即后一級葉輪進(jìn)口截面級的外徑Dt級的內(nèi)徑Dh徑向間隙δ軸向間隙Δ用一個壓氣機(jī)同軸線，其半徑等于壓氣機(jī)平均半徑的圓柱面去切割壓氣機(jī)，并將所得的切面展成平面，則成如圖所示情形，這樣的平面叫做“平面葉柵”。平面葉

6、柵的形狀是沿也高變化的，把平均半徑處的平面叫做“基元級”。某級壓氣機(jī)平均半徑處的圓周速度為u，則基元級轉(zhuǎn)子的葉柵將以u的速度作等速平移運(yùn)動。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案由于葉輪式以一定的轉(zhuǎn)速作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，因此，氣流流經(jīng)葉輪時的運(yùn)動情況比較復(fù)雜，其運(yùn)動是質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動。根據(jù)運(yùn)動速度分解與合成的的原理，質(zhì)點(diǎn)的絕對運(yùn)動速度可看做由相對速度和牽連速度合成，即：c=w+u式中：c——絕對速度，以大地為參照點(diǎn)，觀察到得氣流速度；w——相對速速，，以旋轉(zhuǎn)的工作葉輪為參照點(diǎn)，觀察到的空氣流過工作葉輪的速度u——牽連速度，是以大地為參照點(diǎn)，觀測到的工作葉輪的旋轉(zhuǎn)切向速度。這3種運(yùn)動速度之間的關(guān)系可以用速度三角形表

7、示為：wcu或cwu空氣以絕對速度c①流入葉輪；而前臉?biāo)俣染褪侨~輪旋轉(zhuǎn)的圓周速度，即平面葉柵中以圓周速度u的大小作作等速直線運(yùn)動的速度。因此，空氣對葉輪的相對速度是w①?？諝庖韵鄬λ俣葁①斜向進(jìn)入葉輪。更具速度合成定理，相對速度w①是絕對速度c①與牽連速度u的矢量差w①=c①-u在壓氣機(jī)中，氣流進(jìn)入葉輪的三個速度組成的三角型叫做葉輪“進(jìn)口速度三角型”，夾角β①叫氣流進(jìn)口角。在設(shè)計工作狀態(tài)下，w①方向應(yīng)與葉片前緣方向（即葉片的中弧線前緣切線方向）