叶片式流体机械课件

学号：042052008

叶片式流体机械机械电子工程导师：朱祖超（教授）版权所有翻录必究一、流体力学二、流体机械概论三、叶片式流体机械版权所有翻录必究一、流体力学流体力学研究的是流体的平衡和运动规律，是流体机械的基础内容。流体力学包括两个基本部分：研究流体平衡规律——流体静力学；研究流体运动规律——流体动力学。重点讨论流体动力学。重点介绍理想流体的微细流体恒定流动时的伯努利方程。

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根据理想流体运动微分方程式（又称欧拉运动微分方程式）：

……（1）

……（2）……（3）将式（1）、（2）、（3）分别乘以dx、dy、dz，然后将这三个式相加。先看相加之后式的左端：由于讨论的是恒定流，所以

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同时考虑到在流线各点上均有这样的关系：dx/ux=dy/uy=dz/uz,于是得：

uxdux+uyduy+uzduz=d(ux2+uy2+uz2);而合速度u与三个坐标轴上的分速度之间的关系是：

u2=(ux2+uy2+uz2),

所以d(ux2+uy2+uz2)/2=d(u2)/2。再看三式相加之后式的右端：如果流体的质量力只是重力，则：X=0，Y=0，Z=0。所以Xdx+Ydy+Zdz=-gdz；由于是恒定流，所以压强的全微分

于是，三式相加之后式的右端为：-gdz-dp/ρ;所以得：d(u2)/2=-gdz-dp/ρ对于非压缩性流体，ρ=常数，于是可写成d(gz+p/ρ+u2/2)=0,积分后得：

gz+p/ρ+u2/2=常数，又流体重度=ρg，将上式两端除以重力加速度g，得：

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由于上式中的三项之和对于流线上的任何点都是常数，因此，对于上图两个位置1和2上的流体质点：

这就是不可压缩性的理想流体微细流作恒定流动时的伯努利方程。

版权所有翻录必究2、流体机械的分类

根据不同的原则，流体机械可以有不同的分类：（1）按不同的作用机理分类

叶片式（也称动力式）流体机械

它包括离心泵、轴流泵等各种叶片式泵、反击式水轮机、通风机、压缩机等各种风机，也包括液力传动机械等等。其基本特点是工作过程借助于叶轮的作用来实现。

容积式流体机械它包括各类液、气介质的往复式泵和转子泵、液气动马达、压缩机、液压缸筒、气缸等。它们的工作过程均通过“工作容积”的作用来实现。

其它作用机理流体机械

包括射流泵、液环泵、旋涡泵、部分流泵、冲击式水轮机等，具有与叶片式和容积式不同作用机理的流体机械。

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（2）按不同的流体形态分类

可分为液体介质和气体介质两类流体机械。液体和气体统称为流体。这两类机械由于介质密度相差悬殊，因此在单位功率体积比上也相差很大，同时在介质密封的方法和具体机构上也大有差别。

（3）按工作中是否考虑流体的可压缩性分类

可分为不压缩和可压缩两类流体机械。各种液体介质机械和工作压力较低的通风机均属不压缩流体机械（因为水是最常见和最常用的不可压缩流体，这类流体机械也常称作“水力机械”）；工作压力较高的鼓风机、压缩机等气体介质机械，包括叶片式和容积式的均属可压缩流体机械。

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（4）按机械的作用功能分类

工作机械类

它包括叶片式和容积式的泵、风机、压缩机等，其特点是吸收原动机提供的机械功量，输出高能量的流体（高压、高速流动的流体）。动力机类

它包括水轮机、液动或气动马达、缸筒，以及涡轮动力机，乃至风力发电的风车也属此类机械。其特点是利用输入的流体机械能（位能、压力能、动能），通过机械的转换而输出机械功量（以转速和转矩形式输出）。动力传动类

这是一类特殊的流体机械，用来作为机械动力的传输、变换装置使用，包括液力传动机械、液压传动机械及气压传动机械三大类。

（5）按流体运动特点分类

可分为有压流动类和无压流动类。

版权所有翻录必究1、液体介质叶片式流体机械简介

在以液体为介质的叶片式流体机械中，根据液体机械能与叶轮上的机械功量间传转特点的不同，有叶片式泵、反击式水轮机及液力传动机械三大类。

（1）叶片式泵

叶片式泵包括各种离心泵、混流泵、轴流泵，其中有应用于核能发电、火力发电等国民经济重要产业部门的高性能泵，更包括各行各业广泛使用，具有诸多不同特点的各类工业用泵、农业水利用泵和生活民用的泵类产品。泵类产品是一种工作机械，它们在功能传转形式上的共同特点是吸收动力机（电动机、内燃机等）所提供的转矩——转速机械功量，并将其转化为以压力和流速形式体现的液体机械能，以完成输送液体或满足其它生产流程所需或科学研究之用。

版权所有翻录必究（2）反击式水轮机

“反击式”意指水轮机的转轮是借助于通过转轮的水流对转轮的“反作用”力驱动的。（3）液力传动机械

液力传动机械既不是工作机械，也不是动力机械，而是一类动力传动机械。它有液力变矩器和液力偶合器两大类。

2、气体介质叶片式流体机械概况

根据工作压力的不同，这类机械可分为三个档次：通风机，风压在14700Pa（1500mmH2O）以下；鼓风机，风压在14700~34300Pa