泵与风机-第一章1-1.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 节约优先 强化节能优先，2020年、2030年分别可节约10～15亿吨标煤 未来能源消费预测 多元发展 石油 煤炭 可再生能源 核能 天然气 水电 清洁环保 环境友好的能源开发 煤炭的高效清洁利用 城市交通的清洁排放 时间：北京时间2011年3月11日13时46分 震中：日本本州岛仙台港以东130公里处 震级：8.8级（美国地质勘探局） 震源深度：24千米 3月12日下午4点，日本时事社援引东京电力公司的消息说，福岛第一核电站1号机组内传出爆炸声并冒出白烟。人们对于福岛核电站可能发生核泄漏甚至爆炸的担心，正在变成现实。 法新社消息称，日本福岛第一核电站1号机组厂房的外墙和屋顶在爆炸中受损，已有4名工作人员受伤。 当天上午11点左右，日本经济产业省原子能安全保安院发布消息称，东京电力公司福岛第一核电站正门附近的辐射量是正常值的8倍，1号反应堆的中央控制室辐射量是通常的1000倍，到13点左右，正门附近的辐射量已升至通常的73倍以上。短时间内放射量急剧上升，说明核物质泄漏的情况相当严重。 有关新闻报道 切尔诺贝利核电站 1986.4.26，前苏联的切尔诺贝利核电站四号机组发生强烈爆炸，顷刻间，核泄漏、核辐射、火灾核爆炸同时发生，其后果相当于500颗原子弹的当量，受污染地区（主要在乌克兰、俄罗斯和白俄罗斯）达15万KM2 ，受害人口为695万，迄今因遭受辐射而死亡的人数达30多万。 坟 墓 这15万KM2土地，就像是苏联人在追求科学和工业化甚至军备竞赛中为自己掘下的一个巨大坟墓，杳无人烟，一切都定格在事故发生的那一刻，连新婚夫妇的衣服、结婚宴席仍原封不动地摆在那里，谁也说不清将会摆多久。 在这个巨大的坟墓里，人烟绝迹，鸟兽全无，谁也不敢走进这个大坟墓。被疏散到核辐射边沿区的人，由于粮食短缺，便到林中采摘蘑菇，然而只吃了几次，就有人死在了采蘑菇的路上。这都是核辐射的后患。 前瞻性 决策的科学化和前瞻性是人类与环境和平相处的必要保证，正如核能，在利用它之前，就应该设计好在发生事故时如何制伏它。若没有这样的准备和技术，就不应当使用它。否则，就是在为自己挖掘坟墓。 §1 泵与风机的叶轮理论 引 言 目的：掌握泵与风机的原理和性能。 结构角度：分析流体流动与各过流部件几何形状之间的关系，以便确定适宜的流道形状，获得符合要求的性能。 流体在离心式叶轮流道内的相对流动情况。 叶轮内流动的数值模拟结果 离心式泵与风机的工作原理 轴面投影图 平面投影图 §1-1 离心式泵与风机的叶轮理论 流体在叶轮内的运动及速度三角形 一、 流动分析假设 　 （1）叶轮中的叶片为无限多无限薄，流体微团的运动轨迹完全与叶片型线相重合。 　 　　（5）流体在叶轮内的流动是轴对称的流动。 　 （2）流体为理想流体，即不考虑由于粘性使速度场不均匀而带来的叶轮内的流动损失。 　 （3）流体是不可压缩的。 　　（4）流动为定常的，即流动不随时间变化。 因此，流体在叶轮内的运动是一种复合运动，即： 牵连运动 相对运动 绝对运动 二、叶轮内流体的运动及其速度三角形 速度三角形的计算 绝对速度角 流动角 　　下标说明　流体在叶片进口和出口处的情况，分别用下标“1、2”表示；下标“?”表示叶片无限多无限薄时的参数；下标“r（a）、u”表示径向（轴向）和周向参数。 速度三角形的计算 （1）圆周速度u为： u= （2）绝对速度的径向分 速?r为： （3）?2及? 1角： 当叶片无限多时，?2=?2a ；而?2a 在设计时可根据经验选取。同样?1 也可根据经验、吸入条件和设计要求取定。 ?u=?cos?，周向分速 ?r=?sin?，径向分速 理论流量 一、能量方程式的推导 叶片式泵与风机的能量方程式 二、能量方程式的分析 一、能量方程式的推导（以离心式叶轮为例） 　　推导思路 利用动量矩定理，建立叶片对流体作功与流体运动状态变化之间的联系。 1、前提条件 2、控制体和坐标系（相对） 叶片为“?”, ? =0, [? =const., ], ? =const.，轴对称。 相对坐标系 控制体 ? 2? 速度矩 3、动量矩定理及其分析 在稳定流动中，?M=?K。且，单位时间内流出、流进控制体的流体对转轴的动量矩K 分别为： K2=?qVT?2?l2=?qVT?2?r2cos?2?，K1=?qVT?1?l1=?qVT?1?r1cos?1? 作用在控制体内流体上的外力对转轴的力矩M由假设可知：该力矩只有转轴通过叶片传给流体的力矩。则 一、能量方程式的推