水力机械中的能量转换 第五节变工况的流动分析 工况: 组工作参数(q1H、n、ao)及物性 参数(R、K、Pm、Tm)决定的一种工作状况 设计工况、最优工况、非设计工况(非最 优工况)或偏离工况 华中科技大学能源与动力学院水机教硏室
华中科技大学能源与动力学院水机教研室 HSJ 水力机械中的能量转换 第五节 变工况的流动分析 工况： 一组工作参数（qV、H、n、a0）及物性 参数（R、、pin、Tin）决定的一种工作状况 设计工况、最优工况、非设计工况（非最 优工况）或偏离工况
水力机械中的能量转换 不同工况下泵内的流动 1、设计工况 进口4的特征: 无冲击进口B1=Bb2 出口4的特征 压水室无冲击进口 华中科技大学能源与动力学院水机教硏室
华中科技大学能源与动力学院水机教研室 HSJ 水力机械中的能量转换 一、不同工况下泵内的流动 1、设计工况： 进口△的特征： 无冲击进口1＝b1 出口△的特征： 压水室无冲击进口
水力机械中的能量转换 作△时注意:进口:(cn)由吸入室决定 出口:B2=B62 2、流量变化时 进口冲角=Bb-B1 能量头随流量变化q食H↓ 进口速度三角形 出口速度三角形 U b1 b2 2 华中科技大学能源与动力学院水机教研室
进口：（cu1）由吸入室决定 出口：2＝b2； 作△时注意： 2、流量变化时 水力机械中的能量转换 HSJ 华中科技大学能源与动力学院水机教研室 进口速度三角形 出口速度三角形 进口冲角 i＝b1－1 能量头随流量变化 qV H
水力机械中的能量转换 3、转速变化时 进口速度三角形 出口速度三角形 华中科技大学能源与动力学院水机教硏室
华中科技大学能源与动力学院水机教研室 HSJ 水力机械中的能量转换 3、转速变化时 进口速度三角形 出口速度三角形
水力机械中的能量转换 4、导流器(前导叶)的影响 C W1 华中科技大学能源与动力学院水机教硏室
华中科技大学能源与动力学院水机教研室 HSJ 水力机械中的能量转换 4、导流器（前导叶）的影响
水力机械中的能量转换 5、叶片转动的情况 进口:适应β的变化,减小 或消除冲角 出口:保持α2不变 变流量 变转速 华中科技大学能源与动力学院水机教硏室
华中科技大学能源与动力学院水机教研室 HSJ 水力机械中的能量转换 5、叶片转动的情况 进口：适应1的变化，减小 或消除冲角 出口：保持2 不变 变流量 变转速
水力机械中的能量转换 小结 对于没有可转动的前置导叶的工作机,当 给定了转速和流量后,即可确定进、出口速度 角形,从而确定了能量头(扬程),可见三 工况参数qy,h和n不是独立的,给定了 其中两个就可以确定第三个。 实践中,通常是给定流量和转速。如果给 定扬程(能量头、风压)求流量,理论上是可 以的,但具体的计算复杂一些 华中科技大学能源与动力学院水机教硏室
华中科技大学能源与动力学院水机教研室 HSJ 水力机械中的能量转换 对于没有可转动的前置导叶的工作机，当 给定了转速和流量后，即可确定进、出口速度 三角形，从而确定了能量头（扬程），可见三 个工况参数qV，hth和n不是独立的，给定了 其中两个就可以确定第三个。 实践中，通常是给定流量和转速。如果给 定扬程（能量头、风压）求流量，理论上是可 以的，但具体的计算复杂一些。 小结：
水力机械中的能量转换 二、不同工况下水轮机内的流动 与工作机的区别:由于水轮机导水机构的转 动,可以在H、n不变的条件下改变流量,故 水轮机比泵多一个决定工况的参数。在工程 实际中,水轮机通常是在H、n不变的条件下, 通过导叶来改变流量。 华中科技大学能源与动力学院水机教硏室
华中科技大学能源与动力学院水机教研室 HSJ 水力机械中的能量转换 二、不同工况下水轮机内的流动 与工作机的区别：由于水轮机导水机构的转 动，可以在H、n不变的条件下改变流量，故 水轮机比泵多一个决定工况的参数。在工程 实际中，水轮机通常是在H、n不变的条件下， 通过导叶来改变流量
水力机械中的能量转换 1、活动导叶与转轮之间的流动 在导叶的出口 qv m0-2πr00 tg 到转轮进口前为自由流动 Cuomo qvctga r12πb0r 又由于 qv/ 对于混流式 b1=bn;A1=2mb/F、W=c0 2 bor 所以a t 对于轴流式 A A与b没有直接关系,r也是变数 华中科技大学能源与动力学院水机教硏室
华中科技大学能源与动力学院水机教研室 HSJ 水力机械中的能量转换 1、活动导叶与转轮之间的流动 在导叶的出口 0 0 V m0 2 r b q c = cu0 = c m0 ctg0 到转轮进口前为自由流动 u1 1 u0 0 c r = c r 0 1 V 0 1 u0 0 u1 2 b r q ctg r c r c = = 又由于 m1 qV A1 c = 所以 0 1 0 1 1 1 1 2 tg A b r c c tg u m = = 对于混流式： b1＝b0；A1＝2b1 r1；1＝0 对于轴流式： A1与b0 没有直接关系，r1 也是变数
水力机械中的能量转换 设计工况 无冲击进口;法向出口 2、流量变化: 当H、m-定时,通过改变导叶开口来改变流量,所以在 流量变化时,a,后时变化 进口 近似分析时,可认为绝对速度的矢端沿圆弧移动 冲角i=B-B2 华中科技大学能源与动力学院水机教硏室
华中科技大学能源与动力学院水机教研室 HSJ 水力机械中的能量转换 1、设计工况 无冲击进口；法向出口 2、流量变化： 当H、n一定时，通过改变导叶开口来改变流量，所以在 流量变化时，1同时变化。 冲角 i＝1－b1 近似分析时，可认为绝对速度的矢端沿圆弧移动 进口