叶轮机械三元流理论Lec_3.ppt

§2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（六、完全径向平衡方程） 完全径向平衡方程 各项的物理意义 ① ④ ③ ② §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（六、完全径向平衡方程） 各项的物理意义 ① ② ③ ④ ③ 完全径向平衡方程 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（六、完全径向平衡方程） 周向运动 离心力 ① 叶片力 径向分量 ④ 子午面内 离心力 ③ 子午面内 加（减）速 ② 完全径向平衡方程求解 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（六、完全径向平衡方程） （1）流函数法 （2）流线曲率法 （3）…… 第二章 完全径向平衡方程与流线曲率法 透平长叶片 衡量叶片长短的参数 径高比 短叶片 长叶片 中等长短 二、长叶片内强烈的三维效应 1、速度 2、压力 气流运动的控制方程 1、连续方程 2、运动方程 3、能量方程 一、基本控制方程 2、运动方程 2、运动方程 二、简化条件 1、不考虑径向流动效应 2、间隙内轴向均化 3、间隙内周向均化 4、定常 5、忽略体积力 简单径向平衡方程 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（一、简单径向平衡方程的局限性） 简单径向平衡方程的局限性 三维Euler方程 叶轮机械三个特征截面简化 （1）定常 （2）周向均化 （3）轴向均化 （4）柱面流动:Cr=0 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（一、简单径向平衡方程的局限性） 简单径向平衡方程的局限性 PP G1G2 1 2 径向流动的产生 a. 密流沿叶高发生变化 b. 叶片厚度沿叶高有变化 c. 叶片径向分力的作用 d. 机匣内外壁形状的影响 e. 气流角的变化，喉部面积发生变化 f. 粘性的作用，端部二次流的影响 应用 d/l 8~12直叶片 3~5,不适用 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（二、径向流动的产生） §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（三、S1,S2流面的概念） 简化定义: 精确定义: 翘曲的S2流面 1.中心S2流面(内切圆) 2.平均S2流面(几何参数) 3.无穷多叶片假设(中弧线) 4.周向平均(S1计算得到) S2流面 设计中的作用 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（三、S1,S2流面的概念） S1流面 简化定义: 精确定义: 翘曲的S1流面 1.回转面 2.柱面 3.平面 设计中的作用 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（三、S1,S2流面的概念） 若干个S1和S2联合求解， 完成准三元设计计算 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（四、流面及其导数） 流面及其导数 流面上的气流速度 流面的单位法向量 S2 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（四、流面及其导数） 流面及其导数 流面上的气流速度 流面的单位法向量 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（四、流面及其导数） 流面及其导数 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（四、流面及其导数） 流面及其导数 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（四、流面及其导数） 流面及其导数 （z不变，仅r有一微小变化 ） 同理可得z方向导数 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（四、流面及其导数） 流面及其导数 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（四、流面及其导数） 流面及其导数 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（五、基本方程---运动方程 ） Euler方程中的运动方程 径向 周向 轴向 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（五、流面流动方程） 流面流动方程 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（五、流面流动方程） 流面流动方程 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（五、流面流动方程） 流面力 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（六、完全径向平衡方程） 完全径向平衡方程 三特征界面 轴向均化 周向均化 柱面流动，Wr=0 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（六、完全径向平衡方程） 完全径向平衡方程 §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（六、完全径向平衡方程） rm a b wz wm wr A 0 0 1 1 2 2 m §2-1基于S1,S2流面的准三元设计基础（六、完全径向平衡方程） rm b wz wm wr A 完全径向平衡方程