平面葉柵特性課件.ppt

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1、葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用我們已經(jīng)對(duì)壓氣機(jī)基元級(jí)的工作原理作了分析，得到了基元級(jí)速度三角形。接下來(lái)的問(wèn)題是如何設(shè)計(jì)正確的葉柵幾何形狀，使之在盡可能小的損失的情況下，實(shí)現(xiàn)氣流的設(shè)計(jì)流動(dòng)過(guò)程，得到性能良好的基元級(jí)。本章的主要內(nèi)容包括：1、葉型和平面葉柵的幾何參數(shù)2、平面葉柵的氣動(dòng)參數(shù)3、平面葉柵的實(shí)驗(yàn)研究4、葉柵效率及受力分析葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用葉型和平面葉柵的幾何參數(shù)葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉

2、柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用一、葉型的幾何參數(shù)平面葉柵是由很多個(gè)幾何形狀相同并按照一定要求和相隔一定距離排列起來(lái)的葉型組成的，現(xiàn)討論由哪些幾何參數(shù)來(lái)確定葉型。葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用1、中弧線：葉型內(nèi)切圓中心的聯(lián)線為中弧線，簡(jiǎn)稱中線。2、弦長(zhǎng)b：中弧線與葉型型線的前后緣分別相交于A和B。A和B兩點(diǎn)連線叫弦，弦的長(zhǎng)度以b表示，簡(jiǎn)稱弦長(zhǎng)。3、最大撓度（fmax）及其相對(duì)位置：中線到弦的最大距離稱為中弧線的最大撓度，此點(diǎn)距前緣的距離為a。葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用4、最大相對(duì)厚

3、度及其相對(duì)位置e：葉型的最大厚度用cmax表示，它與前緣的距離為e，應(yīng)該用相對(duì)值來(lái)表示它們的特征。5、葉型前緣角X1和后緣角X2：中線在前緣點(diǎn)A和后緣點(diǎn)B處的切線與弦的夾角。6、葉型彎角：彎角等于前緣角與后緣角之和，它表示葉型彎曲的程度，值越大，則葉型彎曲越厲害。7、葉型型面坐標(biāo)：葉型的型面通常用坐標(biāo)來(lái)表示。亞聲基元級(jí)的葉型坐標(biāo)通常是選定的原始葉型（由風(fēng)洞吹風(fēng)試驗(yàn)獲得的最佳對(duì)稱葉型厚度沿弦長(zhǎng)的分布）覆蓋在確定的中線上獲得的。葉型的凸面又稱吸力面或葉背，葉型的凹面又稱壓力面或葉盆。葉輪機(jī)械原理——第四章軸流

4、壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用二、原始對(duì)稱葉型及中弧線1、原始對(duì)稱葉型葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用原始葉型：疊加到彎曲中線之前，葉型厚度沿弦長(zhǎng)的分布。葉型中線與原始對(duì)稱葉型配合應(yīng)用。NACA是給出中線的坐標(biāo)和斜率，其它用圓弧或拋物線給出。葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用2、中弧線（1）圓弧中弧線葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用2、橢圓中弧線葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用二、葉柵中決定葉型位置的幾何參數(shù)把葉型排成葉柵時(shí)，也有一定的要求。

5、決定葉柵的幾何參數(shù)有以下幾個(gè)：葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用1、葉型安裝角βy：表示葉型在葉柵中的安裝位置。它是葉型的弦與額線的夾角，額線就是聯(lián)結(jié)所有前緣A點(diǎn)的直線。2、葉距（或稱柵距）t：兩相鄰葉型對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間沿額線方向的距離。在葉型幾何參數(shù)已經(jīng)確定的情況下，有了葉型安裝角βy和柵距t則葉柵幾何參數(shù)便完全確定了。但是，在實(shí)踐應(yīng)用中，下面兩個(gè)參數(shù)應(yīng)用更直接、更方便，因而應(yīng)用更多。葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用3、葉柵稠度τ：稠度τ等于弦長(zhǎng)和柵距t的比值，即τ=b/t，

6、表示葉柵相對(duì)稠密的程度，也叫葉柵實(shí)度。4、幾何進(jìn)口角β1k和幾何出口角β2k：分別是中弧線在前緣點(diǎn)A和后緣點(diǎn)B處的切線和額線的夾角。它們可由葉型的前后緣角X1和X2以及安裝角βy計(jì)算出來(lái)。這兩個(gè)角度是確定氣流在葉柵進(jìn)口處和出口處方向的參考基準(zhǔn)。葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用§5.2平面葉柵的氣動(dòng)參數(shù)葉柵流場(chǎng)中每一點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)都不相同。但是從總體或從平均意義上來(lái)看，可以沿額線方向在一個(gè)柵距內(nèi)取平均值，用以代表葉柵的遠(yuǎn)前方和遠(yuǎn)后方完全均勻的氣動(dòng)參數(shù)。用1-1截面表示柵前，2-2截面表示柵后

7、，并對(duì)氣動(dòng)參數(shù)標(biāo)以注腳“1”或“2”，則一個(gè)葉柵有下列基本氣動(dòng)參數(shù)：葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用平面葉柵的氣動(dòng)參數(shù)葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用在上述平面葉柵氣動(dòng)參數(shù)中：有的表征來(lái)流特征，例如馬赫數(shù)和進(jìn)氣角；有的表征氣動(dòng)參數(shù)和葉柵幾何參數(shù)的關(guān)系，例如攻角和落后角；有的氣動(dòng)參數(shù)則表征葉柵氣動(dòng)性能，例如氣流轉(zhuǎn)角和增壓比以及損失系數(shù)，前者表征葉柵作功潛力和擴(kuò)壓能力，后者直接影響葉柵效率。上述氣動(dòng)參數(shù)之間還存在著密切的關(guān)系，平面葉柵實(shí)驗(yàn)研究正是研究具有不同幾何特征的葉柵在

8、不同的來(lái)流條件氣動(dòng)性能。葉輪機(jī)械原理——第四章軸流壓氣機(jī)平面葉柵實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用為了運(yùn)用上述幾何參數(shù)合理地設(shè)計(jì)出葉柵通道，以保證預(yù)期的速度三角形的實(shí)現(xiàn)，就需要了解平面葉柵中氣流流動(dòng)的物理圖畫(huà)，以便能夠進(jìn)一步分析幾何參數(shù)對(duì)于流動(dòng)過(guò)程的影響?，F(xiàn)在以圖所示的平面葉柵為例，來(lái)研究氣體流過(guò)葉柵的物理圖畫(huà)。設(shè)此葉柵前方來(lái)流馬赫數(shù)Ma1為0.8左右，出口馬赫數(shù)Ma2為0.6左右，來(lái)流平行中弧線前緣處的切線，大體上近似于設(shè)計(jì)狀況的氣流方向。二、平面