流體機械原理(1-4能量損失)

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1、第六節(jié)流體機械內(nèi)的能量損失及效率流體機械的損失分類：1、流動損失（水力損失）?H（或?h、?p）：摩擦損失、沖擊損失、分離損失、二次流損失、葉端損失本質(zhì)上是壓力損失華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換2、泄漏損失（容積損失）?qV（?qm）流量損失3、機械損失?P：軸承、軸封的摩擦損失?Pm和圓盤損失?Pr力矩或功率損失一、流動損失根本原因：介質(zhì)的粘性1、摩擦損失沿程損失阻力系數(shù)?：與雷諾數(shù)和管壁相對粗糙度的關(guān)系，由試驗測定。華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換2、分離損失邊界層

2、分離的原因（逆壓梯度）和影響分離的控制：1、擴散角：不可壓＜8?～12?2、擴壓度：不可壓A2／A13、擴散（擴壓）因子其他的分離損失，轉(zhuǎn)彎、面積突變等華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換3、沖擊損失進口沖擊引起葉片表面的流動分離，但沖擊損失與流量的關(guān)系不同于分離損失。沖擊速度沖擊損失華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換加速與減速沖擊工作機華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換原動機沖擊速度的大小：wsh∝qV－qVopt其他部件中的沖擊

3、損失華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換4、二次流損失二次流的概念ac華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換5.葉端損失華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換6、雷諾數(shù)Re和馬赫數(shù)Ma對流動損失的影響Re對流動損失的影響不大當流道中尚未達到音速（Ma＜Macr）時，損失與Ma的關(guān)系不大。當Macr＜Ma＜Mamax時，損失與Ma關(guān)系密切，損失隨Ma增大而增大，至Ma＝Mamax時達到極限。華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－8754

4、3728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換二、容積（泄漏）損失內(nèi)部泄漏與外部泄漏：間隙兩端的壓差離心泵的典型密封結(jié)構(gòu)華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換風(fēng)機有兩種間隙形式：套口形式（徑向間隙）對口形式（軸向間隙）對口形式泄漏流量沿與主流垂直的方向流入葉輪，對主流是一種干擾。該處正好是容易發(fā)生流動分離的地方，因此應(yīng)盡量避免采用。為減小泄漏量，在結(jié)構(gòu)與工藝條件許可的條件下，間隙值越小越好。通常取為葉輪直徑的0.5%～1%。套口形式對口形式華中科技大學(xué)能源與動力工

5、程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換由于壓差比通風(fēng)機大得多，為減小泄漏量，故設(shè)法使泄漏介質(zhì)通過多個間隙，使作用在每個間隙上壓差減小。氣流通過每一個間隙時，都可視為一次絕熱節(jié)流。對理想氣體，其溫度不變，壓力降低。通過多次節(jié)流后，壓力最終降低到密封出口處的壓力。由于壓力降低，比容增加，所以速度越來越高，壓降也越來越大。三、圓盤摩檫損失（輪盤損失）華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換葉輪在工作介質(zhì)中轉(zhuǎn)動，其外表面與介質(zhì)發(fā)生磨擦造成功率損失，稱為圓盤損失（輪盤損失、輪阻損失）。這種損失在徑流式葉輪中占有很大比重

6、。開式與閉式泵腔華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換圖所示為兩種泵腔的設(shè)計，左為閉式，右為開式。在開式泵腔中，離心力使一部分高能液體微團進入壓水室，因而提高了泵的揚程，即回收了一部分能量。而閉式泵腔則沒有這個優(yōu)點。如其他條件都相同時，開式泵腔的H、?均較高。華中科技大學(xué)能源與動力學(xué)院水機教研室HSJ四、流體機械的效率能量平衡圖流體機械中的能量轉(zhuǎn)換1、不可壓縮介質(zhì)效率華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院電話：027－87543728流體機械中的能量轉(zhuǎn)換華中科技大學(xué)能源與動力學(xué)院水機教研室電話：027－87543728能源及動力裝置

7、對于風(fēng)機和泵還將損失分為：內(nèi)部損失：流動損失、容積損失和機械損失中的圓盤摩擦（輪阻）損失。外部損失：為軸承和密封等處的機械摩擦損失。內(nèi)功率：內(nèi)效率：圓盤（輪阻）效率：機械傳動效率：華中科技大學(xué)能源與動力學(xué)院水機教研室電話：027－87543728能源及動力裝置靜壓總效率：靜壓內(nèi)效率：華中科技大學(xué)能源與動力學(xué)院水機教研室電話：027－87543728能源及動力裝置（三）工質(zhì)為可壓縮時效率的定義為什么與不可壓縮介質(zhì)不同？1、壓縮機級的功率引入泄漏損失系數(shù)和輪阻損失系數(shù)?V和?r泄漏損失系數(shù)輪阻損失系數(shù)于是葉輪傳遞給單位質(zhì)量介質(zhì)的能量為華中科技大學(xué)能源與動力學(xué)院水機教