叶轮机械三元流理论课件.ppt

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1、第二章 完全径向平衡方程与流线曲率法,1,t课件,透平长叶片,衡量叶片长短的参数,径高比,中等长短,2,t课件,二、长叶片内强烈的三维效应,1、速度,2、压力,3,t课件,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,4,t课件,2、运动方程,5,t课件,2、运动方程,6,t课件,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,7,t课件,8,t课件,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、,（2）周向均化,（3）轴向均化,（4）柱面流动:Cr=0,9,t课件,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,G1G2,10,t课件,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 812直叶片 35,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）,11,t课件,12,t课件,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

3、:,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,13,t课件,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,14,t课件,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,15,t课件,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

4、量,S2,16,t课件,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,17,t课件,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,18,t课件,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,19,t课件,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,20,t课件,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,21,t课件,2-1基于S1,S2流面的准三元设计基

5、础（四、流面及其导数）,流面及其导数,22,t课件,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,23,t课件,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,24,t课件,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,25,t课件,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,26,t课件,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=0,27,t课件,2-1基于

6、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,28,t课件,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）,29,t课件,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,30,t课件,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,31,t课件,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,32,t课件,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）,33,t课件,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）,34,t课件,