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《第四章葉柵理論》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第四章葉柵理論§4—1概論把按照一定規(guī)律排列起來的相同機翼之系列，叫做翼柵。翼柵問題是單個機翼問題的推廣。翼柵理論在工程上得到廣泛應用，特別是在葉R式流體機械方面。因此，翼柵常被稱為葉柵，組成它的機翼也就叫做葉片了。一、葉柵幾何參數(shù)表征一個葉柵的兒何特征的參數(shù)，叫做葉柵的兒何參數(shù)。葉柵的兒何參數(shù)主要有下列兒個：（一）列線柵中諸葉片上各相應點的聯(lián)結(jié)線，稱為葉柵的列線。通常都以葉片前后緣點的聯(lián)線表示之。實際上所遇到的列線，其形狀有兩種：一為無限長直線；另一則為圓形周線（見圖4一（二）柵軸垂直于列線的直線叫柵軸。但對圓周列線的葉柵，把旋轉(zhuǎn)軸定義為其柵軸。有些文獻屮，把上述列線叫做柵軸，
2、而不再引用列線這一名詞。（三）葉型葉片與過列線的流面交截出來的剖面形，叫葉柵的葉型。其一幾何參數(shù)見翼型。O)圖4一1直列葉柵與環(huán)列葉柵（四）柵距列線上二相鄰的相應點間的線段長度，叫葉柵的柵距或柵隔，用字母Z記之。對圓列線葉柵，不引用此參數(shù)，而用角距1（^一一葉片數(shù)）代替它。n（五）安放角葉型的弦與列線間之夾角從，稱為葉型在葉柵中之安放角。葉型中線在前、后緣之切線與列線之夾角反、戌分別叫作葉型的進、出口安放角。對圓列線葉柵，只引用后二個參數(shù)。（六）疏密度柵中葉型弦長/與柵距r之比值///,叫做葉柵的疏密度。而把其倒數(shù)"/，稱為相對柵距。圓列線葉柵不引用此參數(shù)。二、葉柵分類在工程實際
3、當中所遇到葉柵多種多樣，為便于分析和討論問題，可以給這些葉型加以分類。但從不同角度又可得出不同的分類，這里僅就水力機械中常川到的分類法，介紹兩種。（一）根據(jù)繞流流而分類葉柵1.平面葉柵如能將繞葉柵液流分成若干等厚度流層，這些流層本身為平面或這些流層雖為曲而，但若沿流線切開后，能鋪展成一平面者，稱這類葉柵為平面葉柵。繞這類葉柵的流動為平面流動。例如水輪機的導葉葉柵，低比速水輪機和水泵的轉(zhuǎn)輪葉柵等，繞流這些葉柵的流面本身就是平面；而軸流式水輪機、水泵和風機等轉(zhuǎn)輪葉柵之流面，里為圓柱面，但順流線切開后可展成平面。所以上述葉柵均為平面葉柵。2.空間葉柵如果無論怎樣分繞葉柵的液流，既得不到
4、平而流層，也得不到可以展成平而的曲而流層時，則葉柵就叫空問葉柵?；炝魇剿啓C及泵葉輪屬于這類葉柵。（二）按展開流面上列線形狀，還可分葉柵成；1.直列葉柵列線成一無限長直線者為直列葉柵。軸流式葉輪屬于此類葉柵（圖4-l?）o2.環(huán)列葉柵列線力一圓形圍線者，稱環(huán)列葉柵。低比速水輪機及水泵葉輪，均力環(huán)列葉柵（圖4-16）。三、葉柵繞流問題提法葉柵理論所討論的問題，可以分成兩個基本類型：（一）正問題給定葉柵和柵前無窮遠處來流，要確定葉片表面及其周圍空間的流速分布及柵后無窮遠處流功情況。這類問題通常就叫做繞葉柵流動正問題。（二）反問題給定葉柵前、后無窮遠處速度，及某些葉柵幾何參數(shù)，要求作出
5、葉柵。這樣提出的問題，常稱力繞葉柵流動反問題。正問題是葉柵理論的基礎(chǔ)，葉柵繞流總是從正問題入手，建立它的理論。反問題是設(shè)計葉柵，是機器制造屮的首要任務。不可壓縮流體葉柵理論，目前對平面葉柵比較成熟?？烧J為任意葉型所組成的葉柵之平面勢流問題都已解決，并被廣泛應用于工程實際中。空間葉柵理論，則還處于探索階段。本書主要介紹平面葉柵的繞流。四、柵中葉型的受力在平而機翼理論§3—3屮，我們得到了單個機翼受力的庫達一茹可夫斯基定理。在平而直列葉柵情況下，使用動S:定理，則可導出一個類似的結(jié)果。如圖4-2^為-?被繞流的直列葉柵。柵前、柵后無限遠處流速，分別力仍和坐標系取法如圖：y軸與列線平行
6、，X軸與它成右手系。圖4-2柵中葉型的受力取垂直于紙而為一單位厚的封閉控制而與DC為二相鄰的相應流線；及BC則取再葉柵前、后充分遠處并與列線平行，那里流動己趨于均勻。對流出、流進此控制面的流體，列出它們沿坐標軸方向的動量方程：(p-P}t-Rx=pQ(c6x-(oyRv=pQ(a)x-o)x}其巾為葉柵前、后充分遠處的壓力；&，/?、.為流體對葉型作用力/?的坐標分量。巾連續(xù)性方程：Q=COxt=6Oxt/Affi]cox-o)x-o)x代入動量方程得(p-p)z-/?v=0或R'=(P-P)Ry=pcox(o)x-cox)t為進一步改進所得結(jié)果，在上、下游斷面AZ)與BC處列出
7、伯努利方程式:從而p-P72CO:一co=2P：2把這代入上面得到Rv之結(jié)果中則Ry=-p^y-^y把上、下游速度的向量平均值，叫做繞葉柵流動的無窮遠平均速度，并川記號此表示:注意此時饒葉型環(huán)量為:a).=
