第三章通风和排水的基本理论

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2023/2/11

矿山流体机械讲义编制参考教材：流体机械（主编：白铭声陈祖苏）2023/2/12

第一篇通风和排水的基本理论2023/2/13一、轴流式涡轮机叶轮中气流的运动及速度三角形

1.气流在叶轮中的流动为分析简便，采用圆柱层无关性假设，即当叶轮在机壳内以一定的角速度旋转时，气流沿叶轮轴线为中心的圆柱面作轴向流动，且各相邻圆柱面上流体质点的运动互不相干（1）基元环第三章轴流式涡轮机的工作理论第一节流体在轴流式叶轮中的运动2023/2/14

（2）叶栅将基元环展开成平面后，成为直列叶栅。

栅距：叶栅中的相邻叶片间的间距，以“t”表示。

栅稠：弦长b与栅距之比。栅稠在外缘处最小并向轮毂处逐渐增大。

安装角：叶片弦长与栅出口边缘线的交角，以“θ”表示。通常以叶根处安装角标志叶轮叶片安装角。

2.速度三角形轴流式涡轮机的工作理论2023/2/15

在半径r处用两个无限接近的圆柱面截取一个厚度为Δr的基元环，并将圆环展开为平面。各叶片被圆柱面截割，其截面在平面上组成了一系列相同叶型并且等距排列的叶栅系列，成为平面直列（或基元）叶栅。特点：u1=u2=u（圆周速度），c1a=c2a=ca

（轴向速度）ca2023/2/16二、理论流量：F0—叶轮过流截面积,m2；cav—平均轴向速度,m/s2023/2/17第二节轴流式涡轮机基本方程式一、轴流式通风机理论压头（风压）

1.理论压头方程不考虑任何损失的情况下，叶栅输入的功率△P等于输出功率：2023/2/18

按照动量矩定理，在稳定流动中，单位时间内气流动量矩的变化量等于同一时间的外力对同一轴线的外力矩。则：2023/2/19

如叶轮加装前导叶时，产生强迫旋绕，这时（当c1u与u同向时取“-”，c1u与u反向时取“+”） 2023/2/110

（2023/2/1112.基本方程式的能量意义

因此，在其它条件相同的情况下，轴流式风机的静压要低于离心式通风机。(3---4)

由轴流式涡轮机出口和入口速度三角形矢量关系可以得到：2023/2/1123.气流速度和压力沿叶片高度分布

不同半径处的叶环理论压头相等，流体在各段栅中的能量增加相等。二、轴流式涡轮机理论压头特性

1.轴流式涡轮机理论压头特性利用出口三角形的速度关系

常数，扭曲状，2023/2/113

可以用叶轮外缘处的参数代换任意半径处的参数。以下缀“R”表示外缘参数，则有：

在=常数情况下，2023/2/1142.静压与动压的分配静压在全压中的比例大于动压的比例。2023/2/115三、轴流式通风机实际特性

1.轴流式通风机的损失

(1)气流在进入叶轮前由于进风部件阻力而形成的损失；

(2)气流在叶轮中由于翼型的阻力和叶片与外壳间的缝隙而形成的损失；

(3)气流由叶轮脱出时由于气流的旋流而造成的损失；

(4)在叶轮后面的通流部件中气流转向和能量转换的损失；

(5)传动时的机械损失。

2.实际特性曲线（图它的特点是在曲线上出现了马鞍形区域。2023/2/1162023/2/1172023/2/118轴流式通风机的实际特性

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