叶片机原理例题
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第四章 例题例题1、证明:无量纲参数1T Dn 和211Dp T m a 实际就代表气流的决定性相似准则Ma其中: D ——压气机直径; n —-压气机转速;1T ——压气机温度; 1p -—压气机压力。
证明:(1)u Ma kRu T kR kRT uT Dn πππ606060111===(其中:kRT a =)式中kRTuMa u =为轮缘速度u 的Ma ,显然如果u Ma 不变,1T Dn 也就不变。
(2)211Dp T m a因为:11111V RT p V ma ==ρ (RT p ρ=状态方程) 所以:a a a c kRT R kR D c kRT R kRA T R V p T m 112111111141π===最后:211D p T m a a c Ma RkR14π=式中111kRT c Ma a c a=,为轴向速度a c 1的Ma ,因此,若ac Ma 1不变,则211D p T m a 保持不变,所以该参数变量代表了气流的决定性准则Ma .例题2、一台高涵道比风扇,在标准平面大气条件下(K T H 288=,2/101325m N p H =),风扇流量为s kg /360,风扇压比为 1.65,风扇效率为0。
89,风扇直径 1.6m ,风扇转速为min /5000r n =。
(1)计算传动这台风扇动力的功率数值;(2)按缩比为0.6缩型此风扇进行实验研究时,其动力源为多少千瓦? (3)实验台动力必需达到的转速是多少?解:(1) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-⋅111*1k k K ad RT k k L π KKad u L L η⋅=1000/a u m L N ⋅=1000111*1⨯⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-K ak k m RT k k ηπ100089.036016.128806.28714.14.14.114.1⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯-=-kW 18023=(2)()2l aa a u a u k m m m L m L N N ='=''=' (其中:'=⇒'='=u u L L T T ππ,*1*1)()kW k N N l 3.648836.0180232=⨯=='⇒ (3)''⋅'⋅='=⋅⋅=*1*1T D n k T Dn k u u λλ (其中'=*1*1T T ) lk D D n n 1='='⇒即:min /83346.0/5000/r k n n l ==='例题3、某台多级压气机的压比为11*=K π,效率为0。
《化工过程流体机械》总结、思考、公式、习题(第三章)2009.10.15(内容总结及思考题)第三章叶片式压缩机§ 3.1 离心压缩机的结构类型3.1.1 离心压缩机的基本结构3.1.2 主要零部件3.1.3 典型结构小结:1.基本结构级、段、缸、列;首级、中间级、末级;叶轮、扩压器、弯道、回流器、吸气室、蜗壳;2.主要零部件叶轮(后弯型,相对宽度b2/D2,直径比D1/D2);扩压器(叶片、无叶片);3.典型结构单级、多级,水平中开型、高压筒型等。
思考题:[2] 3-1.何谓离心压缩机的级?它由哪些部分组成?各部件有何作用?§ 3.2 离心压缩机的工作原理3.2.1 工作原理3.2.2 基本方程3.2.3 压缩过程3.2.4 实际气体小结:1.工作原理离心压缩机特点(优缺点);关键截面参数(s、0、1、2、3、4、5、0');2.基本方程连续性、欧拉方程,焓值方程(热焓形式)、伯努利方程(压损形式);3.压缩过程等温压缩、绝热压缩、多变压缩过程(过程指数m、绝热指数k);4.实际气体压缩性系数Z、混合气体(ρ、R、c p或c v、k)。
思考题:[2] 3-2.离心压缩机与活塞压缩机相比,它有何特点?[2] 3-3.何谓连续方程?试写出叶轮出口的连续方程表达式,并说明式中b2/D2和φr2的数值应在何范围之内?[2] 3-4.何谓欧拉方程?试写出它的理论表达式与实用表达式,并说明该方程的物理意义。
[2] 3-5.何谓能量方程?试写出级的能量方程表达式,并说明能量方程的物理意义。
[2] 3-6.何谓伯努利方程?试写出叶轮的伯努利方程表达式,并说明该式的物理意义。
[2] 3-14.如何计算确定实际气体的压缩性系数Z?[2] 3-15.简述混合气体的几种混合法则及其作用。
§ 3.3 离心压缩机的工作性能3.3.1 能量损失3.3.2 性能参数3.3.3 单级特性3.3.4 多级特性3.3.5 性能换算小结:1.能量损失流动(摩阻、分离、冲击、二次流、尾迹、M)、轮阻、内漏气损失;2.性能参数能头、功率、效率,级中气体状态参数(温度、压比、比容);3.单级特性能头(压比)、功率、效率特性,喘振和堵塞工况、稳定工况区;4.多级特性特性(曲线陡、喘振限大、堵塞限小、稳定区窄)、影响(u2、μ);M、k)、完全相似和近似相似(k=k')换算。
航空叶片机原理课后思考题航空叶片机原理课后思考题一、介绍航空叶片机的基本原理航空叶片机是一种用于推动飞机前进的关键设备,它通过产生推力来推动飞机在空中飞行。
其基本原理是利用牛顿第三定律,即作用力与反作用力相等且方向相反。
当航空叶片机喷出高速气流时,由于气流的加速过程中产生了一个向后的冲击力,根据牛顿第三定律,这个冲击力会使得飞机获得一个向前的推力。
二、航空叶片机的工作原理1. 空气压缩和燃烧:在航空叶片机内部,先经过进气口将大量空气吸入,并通过压缩装置将其压缩成高压气体。
在燃烧室中注入燃料并点火,使得燃料与高压气体混合并燃烧。
2. 高温高压气体喷出:经过燃烧后,产生了高温高压的气体。
这些气体通过喷嘴被迅速排出,并形成一个高速气流。
3. 作用力产生:当高速气流喷出时,会产生一个向后的冲击力。
根据牛顿第三定律,这个冲击力会使得飞机获得一个向前的推力,从而推动飞机在空中前进。
三、航空叶片机的工作过程1. 进气过程:在航空叶片机开始工作之前,需要通过进气口将大量空气吸入。
进入航空叶片机后,空气经过压缩装置被压缩成高压气体。
2. 燃烧过程:在燃烧室中注入燃料并点火,使得燃料与高压气体混合并燃烧。
这个过程会释放出大量的能量,并将高压气体转化为高温高压的气体。
3. 喷出过程:经过燃烧后,产生了高温高压的气体。
这些气体通过喷嘴被迅速排出,并形成一个高速气流。
4. 推进过程:当高速气流喷出时,会产生一个向后的冲击力。
根据牛顿第三定律,这个冲击力会使得飞机获得一个向前的推力,从而推动飞机在空中前进。
四、航空叶片机的关键技术1. 空气压缩技术:为了提高航空叶片机的效率,需要将大量的空气压缩成高压气体。
这需要使用高效的压缩装置,如涡轮增压器等。
2. 燃烧技术:在燃烧室中,需要将燃料与高压气体充分混合并点火。
这要求燃料喷射系统和点火系统具有高精度和可靠性。
3. 喷嘴设计技术:为了获得高速气流,喷嘴设计需要考虑多个因素,如喷孔形状、喷口角度等。
流体机械原理知到章节测试答案智慧树2023年最新兰州理工大学绪论单元测试1.叶片式流体机械中,叶片与介质间的相互作用力是惯性力。
()参考答案:对2.流体机械的效率可以达到100%。
()参考答案:错3.流体机械是以流体为工作介质进行能量交换的机械设备。
参考答案:对4.叶片式流体机械的特点是能量的转换是在有叶片的转子和绕流叶片的流体之间进行的在转子内,叶片的作用使流体速度的大小和方向发生了变化,而流体的惯性力作用引起作用于叶片的力。
参考答案:对5.流体机械根据流体的介质性质可分为以液体为介质的水力机械和以气体为工作介质的热力机械。
参考答案:对第一章测试1.叶轮轴面尺寸对泵的性能参数没有影响。
()参考答案:错2.直锥形吸入室的离心泵理论上进口绝对液流角为90°。
()参考答案:对3.水轮机固定导叶的叶形骨线应为等角螺旋线。
()参考答案:对4.流体机械内部的能量损失有流动损失、容积损失、机械损失。
参考答案:对5.泵铭牌上的性能参数是在哪种情况下测得的。
参考答案:规定转速第二章测试1.流体机械相似换算时难以保证所有相似准则都满足。
()参考答案:对2.泵与通风机的流量系数实质上是欧拉相似准则的变形。
()参考答案:错3.流体机械相似换算时原型和模型在尺寸相差较大时,很难保证效率相等。
()参考答案:对4.泵的比转速对应工况是设计工况,也就是最优工况。
()参考答案:对5.叶轮机械内流体绝对速度的分量有哪些参考答案:绝对速度的圆周分量;相对速度;绝对速度的轴面分量;圆周速度第三章测试1.叶片泵的叶轮出口处比进口处更容易发生空化。
()参考答案:错2.水轮机转轮的出口处比进口处更容易发生空化。
()参考答案:对3.增加叶轮进口直径对防止空化有效果。
()参考答案:对4.空化空蚀的发生与流体机械的振动没有关系。
()参考答案:错5.比转速是一个无量纲的相似准则。
参考答案:错第四章测试1.理论上,若叶片出口角小于90°,则离心泵的扬程随流量增加而降低。
航空叶片机原理课后思考题1. 介绍本文将探讨航空叶片机的工作原理。
航空叶片机是飞机引擎的重要组成部分,它负责提供动力,推动飞机前进。
我们将从叶片机的构造、工作原理、性能与优化等方面进行讨论。
2. 航空叶片机的构造航空叶片机主要由压气机、燃烧室和涡轮组成。
2.1 压气机压气机是航空叶片机的核心部件之一。
它的主要作用是将进入引擎的空气进行压缩,增加其密度和压力。
2.2 燃烧室燃烧室是叶片机的燃烧部分。
在燃烧室中,燃料与压缩空气混合并点燃,产生高温高压的气体。
这些气体通过喷嘴进入涡轮。
2.3 涡轮涡轮是航空叶片机中的另一个关键部件。
它通过高温高压气体的冲击驱动,使叶片机产生动力。
涡轮由一个或多个具有叶片的轮子组成,它们旋转时可以提供动力。
3. 航空叶片机的工作原理航空叶片机的工作原理可以简单地概括为:将空气压缩并与燃料混合点燃,通过高温高压气体的冲击驱动涡轮旋转,进而提供动力。
3.1 压缩空气进入叶片机的空气首先通过压气机进行压缩。
在压气机中,多个轴上装有叶片的转动压缩机,在旋转过程中将空气压缩。
3.2 混合燃烧压缩后的空气与燃料在燃烧室中混合并点燃。
燃料是通过喷嘴喷入燃烧室的,然后由火花点燃。
点燃后的燃料燃烧产生高温高压气体。
3.3 高温高压气体冲击涡轮高温高压气体通过喷嘴冲击涡轮。
喷嘴将气体引导到涡轮上,并使涡轮旋转。
涡轮的旋转提供了动力。
3.4 推力产生涡轮驱动的同时,也将驱动涡轮的高温高压气体排出尾部。
由于牛顿第三定律,产生推力使飞机向前推进。
4. 航空叶片机性能与优化4.1 动力输出航空叶片机的性能主要取决于其动力输出。
动力输出直接影响飞机的速度和爬升能力。
因此,设计和优化叶片机的动力输出至关重要。
4.2 燃油效率叶片机的燃油效率也是一个重要的性能指标。
燃油效率是指在单位燃料消耗量下产生的单位推力。
提高燃油效率可以减少燃料消耗,降低运营成本。
4.3 材料选择航空叶片机中的材料选择也可以影响其性能。
风力发电物理题的解析风力发电是利用风能将其转化为电能的一种可再生能源技术。
风力发电机通过转动叶片产生动能,然后将动能转化为电能。
本文将通过解析多个与风力发电相关的物理题,来深入理解风力发电的原理。
正文1. 风力发电机的工作原理是什么?风力发电机的工作原理是利用风的能量,将其转换成机械能,再将机械能转化为电能。
当风吹过风力发电机的叶片时,叶片会受到风的压力而转动。
叶片与发电机内部的发电机组相连接,当叶片转动时,发电机组内的磁场就会发生变化,从而在发电机的线圈中产生感应电流,最终转化为电能。
2. 风力发电机的转动速度与电能输出有什么关系?风力发电机的转动速度与电能输出有正比关系。
当风速较小时,风力发电机的转动速度较慢,因此输出的电能较少。
而当风速较大时,风力发电机的转动速度较快,因此输出的电能较多。
所以,风力发电机的转动速度是影响电能输出的重要因素。
3. 风力发电机的叶片形状对电能输出有影响吗?是的,风力发电机的叶片形状对电能输出有影响。
一般来说,叶片越长,转动的面积就越大,从而可以捕捉到更多的风能。
叶片的形状还会影响风的流动情况,合理的叶片形状可以减小风力发电机的阻力,提高转动效率,进而增加电能输出。
4. 风力发电机的发电效率是多少?风力发电机的发电效率一般在30%到50%之间。
发电效率受到多个因素的影响,包括风速、叶片形状、发电机的设计和制造工艺等。
目前,科学家和工程师一直在努力提高风力发电机的发电效率,以更好地利用风能资源。
总结:本文通过解析多个与风力发电相关的物理题,对风力发电的工作原理、转动速度与电能输出的关系、叶片形状对电能输出的影响以及发电效率进行了解析。
风机叶片的原理、结构和运行维护潘东浩第一章风机叶片报涉及的原理第一节风力机获得的能量一.气流的动能E=21mv2=21ρSv3式中 m------气体的质量S-------风轮的扫风面积,单位为m2v-------气体的速度,单位是m/sρ------空气密度,单位是kg/m3E----------气体的动能,单位是W二.风力机实际获得的轴功率P=21ρSv3C p式中P--------风力机实际获得的轴功率,单位为W;ρ------空气密度,单位为kg/m3;S--------风轮的扫风面积,单位为m2;v--------上游风速,单位为m/s.C p ---------风能利用系数三.风机从风能中获得的能量是有限的,风机的理论最大效率η≈0.593即为贝兹(Betz)理论的极限值。
第二节叶片的受力分析一.作用在桨叶上的气动力上图是风轮叶片剖面叶素不考虑诱导速度情况下的受力分析。
在叶片局部剖面上,W是来流速度V和局部线速度U的矢量和。
速度W在叶片局部剖面上产生升力dL和阻力dD,通过把dL和dD分解到平行和垂直风轮旋转平面上,即为风轮的轴向推力dFn和旋转切向力dFt。
轴向推力作用在风力发电机组塔架上,旋转切向力产生有用的旋转力矩,驱动风轮转动。
上图中的几何关系式如下:Φ=θ+αdFn=dDsinΦ+dLcosΦdFt=dLsinΦ-dDcosΦdM=rdFt=r(dLsinΦ-dDcosΦ)其中,Φ为相对速度W与局部线速度U(旋转平面)的夹角,称为倾斜角;θ为弦线和局部线速度U(旋转平面)的夹角,称为安装角或节距角;α为弦线和相对速度W的夹角,称为攻角。
二.桨叶角度的调整(安装角)对功率的影响。
(定桨距)改变桨叶节距角的设定会影响额定功率的输出,根据定桨距风力机的特点,应当尽量提高低风速时的功率系数和考虑高风速时的失速性能。
定桨距风力发电机组在额定风速以下运行时,在低风速区,不同的节距角所对应的功率曲线几乎是重合的。
航空叶片机原理复习题航空叶片机原理复习题航空叶片机原理是航空工程中的重要知识点,对于飞行器的设计和性能具有重要影响。
下面将通过一些复习题来帮助大家巩固和加深对航空叶片机原理的理解。
题目一:什么是航空叶片机?它在飞行器中的作用是什么?题目二:航空叶片机的工作原理是什么?请简要描述其工作过程。
题目三:叶片机的旋转方向对飞行器有何影响?为什么大多数飞行器的叶片机都采用逆时针旋转?题目四:在航空叶片机中,什么是螺旋桨的桨叶?桨叶的设计和材料选择有何要求?题目五:航空叶片机的推力如何产生?推力的大小和哪些因素有关?题目六:在航空叶片机中,什么是叶片的攻角?攻角的变化对叶片机的性能有何影响?题目七:航空叶片机中的涡流损失是什么?它对叶片机性能有何影响?如何减小涡流损失?题目八:航空叶片机中的空气动力学效应包括哪些?请简要描述每个效应的作用和影响。
题目九:航空叶片机的设计中需要考虑哪些因素?请列举并简要解释每个因素的重要性。
题目十:航空叶片机的性能评估指标有哪些?请简要描述每个指标的意义和应用。
通过回答以上复习题,可以加深对航空叶片机原理的理解。
同时,可以帮助大家复习和巩固相关概念和知识点。
了解航空叶片机的工作原理和性能评估指标,对于飞行器的设计和改进具有重要意义。
在实际应用中,合理设计和优化叶片机可以提高飞行器的性能和效率,同时也能降低能耗和噪音。
航空叶片机的研究和发展是航空工程领域的重要方向之一。
随着科学技术的进步和航空工程的发展,航空叶片机的设计和性能评估方法也在不断完善和创新。
希望大家通过这些复习题,能够进一步加深对航空叶片机原理的理解,为未来的学习和研究奠定坚实的基础。
叶片机原理知识点总结叶片机是一种利用叶片将流体的动能转换为机械能的设备,广泛应用于船舶、风力发电、水力发电等领域。
叶片机的工作原理涉及到流体动力学、机械制造、材料工程等多个领域的知识。
在本文中,我们将对叶片机的原理进行深入探讨,包括叶片机的工作原理、叶片机的分类、叶片机的设计和应用等方面的知识点进行总结。
叶片机的工作原理叶片机的工作原理涉及到流体力学和机械动力学两个方面的知识。
在流体力学方面,叶片机通过叶片将流体的动能转换为机械能,从而实现流体动力的利用。
在机械动力学方面,叶片机通过叶片和转子的设计和制造来实现流体动能到机械能的转换。
叶片机的工作原理可以归纳为以下几个方面:1. 流体动能转换叶片机利用流体的动能将流体的动能转换为机械能。
当流体经过叶片机时,叶片上的动压将流体的动能转换为叶片的动能,从而驱动叶片机转子的转动。
叶片机的设计和优化是直接影响流体动能转换效率的重要因素。
2. 叶片机的工作原理叶片机的工作原理可以归纳为流体动能转换、机械能传递和功率输出三个步骤。
首先,流体在叶片机中获得了动能,然后通过叶片机的转子将流体的动能转换为转子的动能,最后通过转子的轴向传递将机械能传递出去。
叶片机的设计需要考虑流体动能转换效率、转子的受载能力和功率输出的效率等方面的因素。
3. 流体力学原理叶片机的工作原理涉及到流体力学原理,流体通过叶片机时会产生动压和动能,并且在叶片机内部会产生流动和湍流等现象。
叶片机的设计需要考虑流体的压力、速度、密度以及流动和湍流等流体动力学参数。
4. 机械动力学原理叶片机的工作原理也涉及到机械动力学原理,叶片机转子的设计和制造需要考虑到材料力学、转子受载能力、转子的稳定性和减振等机械动力学参数。
叶片机的转子需要具备一定的受载能力和稳定性,才能正常工作。
叶片机的分类叶片机根据其工作原理、结构和用途的不同,可以分为多种类型,主要包括风力叶片机、水力叶片机、船用叶片机和泵叶片机等。
北航叶轮机械原理考试题北航《叶轮机械原理》在线作业一一、单选题:【10道,总分:40分】1.工作轮中速度损失系数的选定范围是()。
(满分:4)A.0.91~0.93B.0.93~0.95C.0.95~0.97D.0.97~0.992.增压比通常采用压气机()的比值。
(满分:4)A.进口压力与出口压力的比值B.进口压力与出口压力的差值C.出口压力与进口压力的差值D.出口压力与进口压力的比值3.通常当雷诺数降低到2×105以下时()。
(满分:4)A.流动附着于叶片表面B.吸力面上出现层流分离C.气流转折角和压力升高大大减小D.吸力面将出现分离气泡的局部分离流动,总压损失系数有所增加4.各级的焙差与流动损失之和为该级的()。
(满分:4)A.多变功B.多变膨胀功C.轮缘功D.以上均不正确5.径流式叶片机中的气体大体上是在()方向流动的。
(满分:4)A.任意回转面上沿旋转轴的轴线B.垂直于旋转轴的平面内作径向流动C.与旋转轴成一倾斜角的回转曲面内流动D.流动方向不确定6.叶栅在阻塞工况时的马赫数,即阻塞马赫数一般为()。
(满分:4)A.0B.0.5D.27.相对于转子,失速团沿转子旋转的相反方向旋转,旋转速度一般在()的转子转速内。
(满分:4)A.0~10%B.10%~50%C.50%~90%D.10%~90%8.栅距相同时,弦长大的叶栅稠度()。
(满分:4)A.大B.小C.一样D.无法判断9.当共同工作线和较小的折合转速交于不稳定连界上时,压气机处于()工作状态。
(满分:4)A.前涡后喘B.前喘后涡C.稳定D.无法判断10.多级涡轮的焙差等于各级焙差之()。
(满分:4)A.和B.差C.积D.商二、多选题:【10道,总分:40分】1.叶栅的气动参数有()。
(满分:4)A.进气角B.攻角C.落后角D.总压损失系数2.决定叶棚的几何参数有()。
(满分:4)A.叶型安装角B.栅距C.叶型弯角D.前缘角3.叶片机内流场计算方法有()。
一、选择题1.一个风力发电机叶片的转速为19~30转每分钟,转子叶片的轴心通过低速轴跟齿轮箱连接在一起,再通过齿轮箱把高速轴的转速提高到低速轴转速的50倍左右,最后由高速轴驱动发动机工作。
即使风力发电机的叶片转得很慢也依然可以发电。
如图所示为三级[一级增速轴(Ⅱ轴)、二级增速轴(Ⅲ轴)、输出轴(Ⅳ轴)]增速箱原理图,已知一级增速轴(Ⅱ轴)与输入轴(Ⅰ轴)的速比为3.90,二级增速轴(Ⅲ轴)与一级增速轴(Ⅱ轴)的速比为3.53,输出轴(Ⅳ轴)与二级增速轴(Ⅲ轴)的速比为3.23(速比输出轴转速输入轴转速)。
若该风力发电机叶片的转速为20转每分钟,则()A.输出轴(Ⅳ轴)的转速为1500转每分钟B.一级增速轴(Ⅱ轴)与输入轴(Ⅰ轴)接触部分的半径之比为3.90:1C.一级增速轴(Ⅱ轴)与输入轴(Ⅰ轴)接触部分的线速度之比为1:3.90D.一级增速轴(Ⅱ轴)与输入轴(Ⅰ轴)接触部分的向心加速度之比为3.90:12.如图所示,一个小球在F作用下以速率v做匀速圆周运动,若从某时刻起,小球的运动情况发生了变化,对于引起小球沿a、b、c三种轨迹运动的原因,下列说法正确的是()A.沿a轨迹运动,可能是F减小了一些B.沿b轨迹运动,一定是v增大了C.沿b轨迹运动,可能是F减小了D.沿c轨迹运动,一定是v减小了3.如图所示,竖直平面上的光滑圆形管道里有一个质量为m可视为质点的小球,在管道内做圆周运动,管道的半径为R,自身质量为3m,重力加速度为g,小球可看作是质点,管道的内外径差别可忽略。
已知当小球运动到最高点时,管道刚好能离开地面,则此时小球的速度为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR4.如图,铁路转弯处外轨应略高于内轨,火车必须按规定的速度行驶,则转弯时()A.火车所需向心力沿水平方向指向弯道外侧B.弯道半径越大,火车所需向心力越大C.火车的速度若小于规定速度,火车将做离心运动D.火车若要提速行驶,弯道的坡度应适当增大5.火车转弯处的外轨略高于内轨,若火车以理想的设计车速行驶时,则提供向心力的外力是下列各力中的()A.外轨对轮的侧向压力B.内外轨对轮的侧向压力C.火车的重力D.内外轨对轮的支持力6.一石英钟的秒针、分针和时针长度是2:2:1,它们的转动皆可以看做匀速转动,()A.秒针、分针和时针转一圈的时间之比1:60:1440B.分针和时针针尖转动的线速度之比为12:1C.秒针和时针转动的角速度之比720:1D.分针和时针转动的向心加速度之比144:17.如图所示为某种水轮机示意图,水平管中流出的水流垂直冲击在水轮机上的挡板上,水轮机圆盘稳定转动时的角速度为 ,圆盘的半径为R,挡板长度远小于R,某时刻冲击挡板时该挡板和圆盘圆心连线与水平方向夹角为30°,水流的速度是该挡板线速度的4倍,不计空气阻力,则水从管口流出速度的大小为()A ./2R ωB .R ωC .2R ωD .4R ω 8.我国将在2022年举办冬季奥运会,届时将成为第一个实现奥运“全满贯”国家。
1. S1流面的网格种类以及划分方式(6’)网格种类:H,O,C以及它们的组合(C-H,H-O-H)划分方式:代数方法,微分方程方法,保角变换方法2. 转静子交接面处理的方法有哪些,简述混合面方法的基本思想(10’)转静子交接面处理方法:混合面方法,转子冻结方法,非定常方法混合面方法的基本思想:1)对于一个转子和一个静子构成的两排叶片计算,每排叶片内流动独立计算2)将动静叶排交接面上气动热力参数沿切向平均,这个前后两排叶片共有的截面即称为混合面。
3)在每一次迭代计算中,上游叶排出口边界条件由下游叶排在混合面上的切向平均参数确定;下游叶排进口边界条件由上游叶排在混合面上的切向平均参数确定。
3. 为什么说非定常性是叶轮机的固有属性(10’)1)转静子相对运动。
一般叶轮机都由转子和静子组成,转子和静子之间相对运动产生的相互影响,使其内部流动必然呈非定常性。
2)压气进口流场畸变。
航空发动机的压气机,随着飞机飞行姿态变化(如爬升、下降、转向等机动飞行过程)以及作战飞机的武器发射,引起进气道进口流场不均匀,导致进气道出口(压气机进口)流场不均匀,使压气机转静子内流动呈非定常性。
3)发动机不稳定工作。
飞机操纵和发动机控制中诱发的非定常流,如油门杆变动控制发动机的加减速、加力燃烧室打开与切断造成的压力脉动。
4)部件工作不稳定。
如进气道喘振引起的压力脉动、压气机旋转失速引起的气流周向自激脉动、压气机喘振造成的气流轴向大幅度振荡等。
非定常流动是叶轮机固有的特性,但与不稳定流动是不同的概念。
4. 不稳定流动有几种方式,定义及基本特点(10’)不稳定流动分为旋转失速和喘振旋转失速定义:压气机转速一定时,如果流过压气机流量减小,转子叶片气流攻角增加。
进口流场不均匀性和叶片几何不一致,使少数叶片先产生较大的叶背流动分离。
在某一叶片叶背产生分离,由于流动分离通道堵塞,气流发生偏转,使左边相邻叶片进口气流角变小攻角增大,同时右边相邻叶片气流攻角减小。
航空叶片机原理例题
航空叶片机是一种将机械能转化为气动能的装置,其基本原理是利用空气流动来驱动叶片旋转,从而完成工作。
航空叶片机的应用广泛,包括飞机发动机、涡轮增压器、压气机等,是航空发动机中不可或缺的组成部分。
航空叶片机的原理可以用以下例题来解释:
假设有一个简单的航空叶片机,包括一个驱动轴和一组叶片。
当空气流经叶片时,由于叶片的曲率和角度的设计,空气会在叶片上产生一个向下的力。
这个向下的力会导致叶片旋转,进而带动驱动轴旋转。
当驱动轴旋转时,叶片会继续接收空气流动,并产生更多的向下力,从而加速驱动轴的旋转速度。
航空叶片机的效率取决于多个因素,包括叶片的设计和材料、驱动轴的转速、空气流动的速度和温度等。
在实际应用中,航空叶片机需要经过精密的设计和优化,才能达到最佳效果。
总之,航空叶片机是一种依靠空气流动来驱动叶片旋转的装置,其原理基于流体力学和机械工程学。
它在航空工程领域中扮演着重要角色,是现代航空发动机的核心组成部分之一。
第四章 例题
例题1、证明:无量纲参数
1
T Dn 和
2
11D
p T m a 实际就代表气流的决定性相似准则
Ma
其中: D ——压气机直径; n ——压气机转速;
1T ——压气机温度; 1p ——压气机压力。
证明:(1)
u Ma kR
u T kR kR
T u
T Dn π
ππ6060601
1
1
=
==
(其中:kRT a =)
式中kRT
u
Ma u =
为轮缘速度u 的Ma ,显然如果u Ma 不变,
1
T Dn 也就不变。
(2)
2
11D
p T m a
因为:11
1
11V RT p V m
a ==ρ (RT p ρ=状态方程) 所以:
a a a c kRT R kR D c kRT R kR
A T R V p T m 11
2
111111141π=== 最后:
2
11D p T m a a c Ma R
kR
14π=
式中1
11kRT c Ma a c a =
,为轴向速度a c 1的Ma ,因此,若a c Ma 1不变,则
2
11D
p T m a 保持不变,所以该参数变量代表了气流的决定性准则Ma 。
例题2、一台高涵道比风扇,在标准平面大气条件下(K T H 288=,
2/101325m N p H =),风扇流量为s kg /360,风扇压比为1.65,风扇效率为0.89,
风扇直径1.6m ,风扇转速为min /5000r n =。
(1)计算传动这台风扇动力的功率数值;
(2)按缩比为0.6缩型此风扇进行实验研究时,其动力源为多少千瓦? (3)实验台动力必需达到的转速是多少?
解:(1) ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛--=-⋅111
*
1k k K
ad RT k k L π K
K
ad u L L η⋅=
1000/a u m L N ⋅=
1000
111
*1⨯⋅⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛--=-K a
k k m RT k k ηπ
1000
89.036016.128806.28714.14.14.11
4.1⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯-=-
kW 18023=
(2)()2
l a
a a u a u k m m m L m L N N ='
=''=' (其中:'=⇒'='=u u L L T T ππ,*1*1)
()kW k N N l 3.648836.0180232
=⨯=='⇒
(3)''⋅'⋅
='
=⋅⋅
=*
1*
1T D n k T D
n k u u λλ (其中'=*1*1T T ) l
k D D n n 1='='⇒
即:m in /83346.0/5000/r k n n l ==='
例题3、某台多级压气机的压比为11*
=K π,效率为0.84,流量为42kg/s ,(以
上为K T H 288=,2/101325m N p H =条件下数据)。
现对此台多级轴流压气机进行实验研究,但只有一台功率为8000kW 的压气机实验台,现传动上述多级轴流
压气机需对该压气机的气体节流,求节流比,即H
p p *
1
应为多少?
解: ()
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡--=-⋅111
**1k
k K
K
ad RT k k
L π
kg
J /03.28511911128806.28714.14.14.114.1=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯-=- kg J L L K
K
ad u /42.33942784
.003
.285119==
=
⋅η
kW m L N a u 95.142551000
42
42.3394271000=⨯=⋅=
56.095
.142558000*1=='=''='='N N L m L m m m p p u a u a a a H 例题4:一台性能良好的11级轴流压气机,拟进一步提高流经该压气机的流量和增压比,正好,有一台高迎风面流量和高负荷的研究压气机成果,故决定将11级轴流压气机后面10级保持不变,将原来的第一级压气机换成新研制的压气机,现将原来11级压气机和新研制压气机参数列举如下(均对应于K T 288*=,
2*1/101325m N p =条件下):
原11级压气机:
23*
=K
π,82.0*=K η,s kg m a /64= 75.1*
1.=Kst π,83.0*1.=st η,m
in /11950r n l = 新研制的高性能超跨声压气机:
96.1*=K
π,855.0*
=K η,s kg m a /4.28= m D tip 432.0=,s m U tip /457=
(1)求更换第一级压气机后,保证原11级压气机的后10级压气机增压比和
效率不变的条件(即新11级压气机的流量'
a m 和低压压气机转速'l n 各为多少?新
11级压气机的高压压气机转速'
h
n 和原来的h n 比值
h
h
n n '为多少)。
(2)新11级压气机的增压比*'K π和新效率*'
K η各为多少(在保证原后10级压
比不变条件下)?
(3)求新11级压气机(显然在新的流量'a m 和新的转速'l n ,'h n 下工作)的外
径'tip D 为多少?。