学号:042052008 叶片式流体机械 机械电子工程 谢鹏 导师:朱祖超(教授) 版权所有翻录必究
版权所有 翻录必究 学号：042052008 叶片式流体机械 机械电子工程 谢鹏 导师：朱祖超（教授）
、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
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
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 版权所有翻录必究
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
如下图所示为一股微细流的流线各点上的几何高度、压强、速 度的关系。假定流体是不可压缩性的理想流体,作恒定流动。 Z 版权所有翻录必究
版权所有 翻录必究 如下图所示为一股微细流的流线各点上的几何高度、压强、速 度的关系。假定流体是不可压缩性的理想流体，作恒定流动
根据理想流体运动微分方程式(又称欧拉运动微分方程式): a ux aux d ux a ux 十 dv v azZ (1) ou u au at axuxt (2) azz 3uz⊥3uz buz u LI 821z=Z-1D dZ (3) 将式(1)、(2)、(3)分别乘以dX、dy、d,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 aux =0 ou 8 t o t 0 at 版权所有翻录必究
版权所有 翻录必究 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
同时考虑到在流线各点上均有这样的关系:dxux=dyuy=dzu 于是得:uQdu+udu+udul=d(ux2+u2+u2); 而合速度u与三个坐标轴上的分速度之间的关系是 u2=(u2+uy2+u2),所以d(u2+u2+u2)2=du2)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:×=0,Y=0,z=0。 所以XdX+Ydy+zdz=gdz;由于是恒定流,a1=0 所以压强的全微分n=3ax+3dy+3dz ox dv 于是,三式相加之后式的右端为:-gdz-dpp; 所以得:d(u2)/2= gdz-dp/ 对于非压缩性流体,p=常数,于是可写成d(gz+p/p+u2/2)=0, 积分后得:gz+p/+u2/2=常数,又流体重度y=pg, 将上式两端除以重力加速度g,得: 版权所有翻录必究
版权所有 翻录必究 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(ux 2+uy 2+uz 2 ); 而合速度u与三个坐标轴上的分速度之间的关系是： u 2=(ux 2+uy 2+uz 2 ), 所以 d(ux 2+uy 2+uz 2 )/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：
2++u2/2g=常数 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: p 21+1/28=2++15/28 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
版权所有 翻录必究 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
流体机械概论 1、什么是流体机械 流体机械的种类和品种十分繁多,在工程上,乃至日常生活中,几乎 随处可见。那么,是不是有流体参与工作的机械装置都是流体机械 答案是否定的。例如 水系是流体枧械,可是一个闸门,暑然有 的也是厐然大物,却不能称之谓流体机械;一台锅炉,虽然也是大型 装置 中又离不开 水 蒸汽等烋物质,四垫读猩中还包盒 能 量交换过程,可它 热能动力装置,也不属于流体机械的范畴。 可以这样说,流体(液体或气体)介质(或称工质)和机械构件(如 作流体,在一个共容的 是腔室或空间里,通过相互间的作甬乌反布用,实现机械功 的交换、传转的机械裝置称为流体杋械 按照此概念范畴,汽轮机、燃气轮杋、内燃机等机械的工作,虽然也 转换为主 属乎流体概機畴,需属于爱窈机酵三类粉襪 版权所有翻录必究
版权所有 翻录必究 二、流体机械概论 1、什么是流体机械 ▪ 流体机械的种类和品种十分繁多，在工程上，乃至日常生活中，几乎 随处可见。那么，是不是有流体参与工作的机械装置都是流体机械？ 答案是否定的。例如，一台水泵是流体机械，可是一个闸门，虽然有 的也是庞然大物，却不能称之谓流体机械；一台锅炉，虽然也是大型 装置，工作中又离不开水、蒸汽等流体物质，加热过程中还包含有能 量交换过程，可它是一个热能动力装置，也不属于流体机械的范畴。 ▪ 可以这样说，流体（液体或气体）介质（或称工质）和机械构件（如 叶轮、活塞等），在个别情况下则是与另一工作流体，在一个共容的 特定腔室或空间里，通过相互间的作用与反作用，实现机械功-能量 的交换、传转的机械装置称为流体机械。 ▪ 按照此概念范畴，汽轮机、燃气轮机、内燃机等机械的工作，虽然也 有与流体机械类似的作用过程，但它们是以热能与机械能的转换为主， 不属于流体机械的范畴，而是属于热力发动机的一类动力机械
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。 版权所有翻录必究
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
(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。 版权所有翻录必究
版权所有 翻录必究 （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