下载文档原格式
第二章 叶片式流体机械的能量转换§2-1流体在叶轮中的运动分析一、几个概念及进出口边符号确定流体机械叶片表面一般是空间曲面，为了研究流体质点在 叶轮中的 运动规律，必须描述叶片。
叶片在柱坐标下是一曲面方程),,(θθθz r =，但解析式一般 不可能获得。
工程上借助几个面来研究： 基本概念1．平面投影： 平面投影是将叶片按工程图的做法投影到与转轴垂直的面上。
2．轴面（子午面）：通过转轮上的一点和转轮轴线构成平面：（一个转轮有无数个轴面，但是每个轴面相同）3．轴面投影：它是将叶片上每一点绕轴线旋转一定角度投影到同一轴面上的投影，叫轴面投影。
4．流线5．迹线 6．轴面流线进出边符号确定：（本书规定） P 代表高压边 P 对风机，泵，压缩机，一般S 代表低压边 出口边对水轮机进口边S 对风机，泵，压缩机，一般是进口边，对水轮机是出口边二、叶轮中的介质运动 1．速度的合成与分解：流体机械的叶片表面是空间曲面，而转轮又是绕定轴旋转的，故通常用圆柱坐标系来描述叶片形式及流体介质在转轮中的运动。
在柱坐标中，空间速度矢量式可分解为圆周，径向，轴向三个分量。
u z r C C C C++= 将C z ,C r 合成得C m , z r m C C C+= C m 位于轴面内（和圆周方向垂直的面），故又叫轴面速度。
2．绝对运动和相对运动：在流体机械的叶轮中，叶片旋转，而流体质点又有相对转轮的运动，这样根据理论力学知识质：叶轮的旋转是牵连运动。
流体质点相对于叶轮的运动叫相对运动，其速度叫相对速度，这样，流体质点的绝对速度为 这两速度的合成，即 u w C += 其中 u是叶轮内所研究的流体质点的牵连速度在流体机械的静止部件内，没有牵连速度，相对运动的轨迹和绝对运动重合。
用速度三角形，表示上述关系，即得：依速度合成分解，将C 分解为沿圆周方向的分量C u 及轴面上的分量C m ，从速度三角形知：C m =W m u u W C u +=或u u W C u-=叶轮内，每一点都可作出上述速度三角形。
《流体力学与流体机械》(上)主要公式及方程式1．流体的体积压缩系数计算式：pp V V d d 1d d 1p ρρβ=-= 流体的体积弹性系数计算式：ρρd d d d pV p VE =-= 流体的体积膨胀系数计算式：TT V V d d 1d d 1T ρρβ-==2．等压条件下气体密度与温度的关系式：tβρρ+=10t ， 其中2731=β。
3．牛顿内摩擦定律公式：yuAT d d μ±= 或 y u A T d d μτ±==恩氏粘度与运动粘度的转换式：410)0631.00731.0(-⨯-=EE ν 4．欧拉平衡微分方程式： ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=∂∂-=∂∂-=∂∂-010101z p f y p f x pf z y x ρρρ 和 ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=∂∂-=∂∂-=∂∂-010101z pf r p f r p f z r ρθρρθ欧拉平衡微分方程的全微分式： )d d d (d z f y f x f p z y x ++=ρ )d d d (d z f r f r f p z r ++=θρθ 5．等压面微分方程式： 0d d d =++z f y f x f z y x0d d d =++z f r f r f z r θθ 6．流体静力学基本方程式：C z p=+γ或2211z p z p +=+γγ或 2211z g p z g p ρρ+=+相对于大气时： C z g p a m =-+)(ρρ 或 2211)()(z g p z g p a m a m ρρρρ-+=-+ 7．水静力学基本方程式：h p p γ+=0，其中0p 为自由液面上的压力。
8．水平等加速运动液体静压力分布式：)(0gz ax p p +-=ρ；等压面方程式：C z g ax =+；自由液面方程式：0=+z g ax 。
注意：p 0为自由液面上的压力。
9．等角速度旋转液体静压力分布式：)2(220z gr p p -+=ωγ；等压面方程式：C z g r =-222ω；自由液面方程式：0222=-z g r ω。
过程流体机械整体概念:过程是指事物状态变化在时间上的持续和空间上的延伸，它描述的是事物发生状态变化的经历、生产过程是人们利用生产工具改变劳动对象以适应人们需要的过程。
流体机械是以流体或流体与固体的混合体为对象进行能量转换、处理、也包括提高其压力进行输送的机械，它是过程装备的重要组成部分。
流体机械的分类：（能量：原动机、工作机）（介质：压缩机、泵、分离机）（结构：往复式结构的流体机械、旋转式结构的流体机械）第一篇活塞式压缩机1.循环功:什么是理论循环功?什么是实际循环功?循环：被压缩气体进入工作腔内完成一次气体压缩称为一级，每个级由进气、压缩、排气等过程组成，完成一次该过程称为一个循环。
理论循环:1.汽缸没有余隙容积，被压缩气体能全部排出汽缸。
2.进排气过程无压力损失，压力波动、热交换、吸排气压力为定值。
3.压缩过程和排气过程无气泄漏。
4.所压缩的气体为理想气体，其过程指数为定值。
5.压缩过程为等温或绝热过程。
1.往复压缩机的理论循环与实际环的差异是什么？1.汽缸有余隙容积2.进、排气通道及气阀有阻力3.气体与汽缸各接触壁面间存在温差4气缸容积不可能绝对密封 5.阀室容积不是无限大6.实际气体性质不同于理想气体7.在特殊的条件下使用压缩机容积系数λv=1-α（ε^1/m-1)=1-V0/Vs[(pd/ps)^1/n-1]α:相对余隙容积，α=V0（余隙容积）/Vs（行程容积）；α=0.07～0.12低压，0.09～0.14中压，0.11～0.16高压，>0.2超高压。
ε：名义压力比（进排气管口可测点参数），ε=pd/ps=p2/p1，一般单级ε=3～4；n：膨胀过程指数，一般n<=m压缩过程指数。
2.什么是设计循环示功图?什么是实际循环示功图?3.说明容积系数，压力系数，温度系数以及漏泄系数的意义.容积系数：λv=1-α（ε^1/m-1)=1-V0/Vs[(pd/ps)^1/n-1]α:相对余隙容积，α=V0（余隙容积）/Vs（行程容积）；α=0.07～0.12低压，0.09～0.14中压，0.11～0.16高压，>0.2超高压。
