六节流体机械内的能量损失及效率.ppt
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1、第六节 流体机械内的能量损失及效率,流体机械的能量的分类: 1、流动损失(水力损失)H(或h、p):摩擦损失、冲击损失、分离损失、二次流损失、叶端损失,本质上是压力损失,叶端损失,2、泄漏损失(容积损失)qV(qm):,3、机械损失P:轴承、轴封的摩擦损失Pm和圆盘损失Pr,冲击式水轮机的容积损失。,流量损失,力矩或功率损失,一、流动损失,根本原因:介质的粘性 损失大小:流动的微观结构,分类 损失的计算与优化设计,1、摩擦损失,沿程损失,阻力系数: 与雷诺数和管壁相对粗糙度的关系,试验测定,2、分离损失,边界层分离的原因(逆压梯度)和影响,分离的控制:,1、扩散角:可压67,不可压812,2、
2、扩压度:可压w1w2A22A11,不可压A2A1,3、扩散(扩压)因子,其他的分离损失,转弯、面积突变等,3、冲击损失,进口冲击引起叶片表面的流动分离,但冲击损失与流量的关系不同于分离损失,冲击速度w1sh,冲击损失,加速与减速冲击,工作机,原动机,冲击速度的大小:,wshqVqVopt,其他部件中的冲击损失,减小冲击损失的措施,非设计工况下尾水管中由cu2引起的损失,4、二次流损失,二次流的概念,5、其他流动损失,出口动能损失(余速损失),6、按流动损失与流量的关系分类,第一类,正比于流量的平方,第二类,正比于流量与最优流量的差的平方,不稳定相对(绝对)运动的损失,面积突然变化,7、雷诺数和
3、马赫数对流动损失的影响,进口马赫数与损失的关系 Macr Mamax;阻塞工况 Mamax与i的关系 Macr与i的关系,总结 MaMacr时,与Ma关系不大; MacrMaMamax时,与Ma关系密切; MaMamax时,急剧增大,二、容积(泄漏)损失,内部泄漏与外部泄漏 间隙两端的压差 离心式通风机、压缩机和泵的典型密封结构,三、圆盘摩檫损失(轮盘损失),开式与闭式泵腔,四、流体机械的效率,(一)不可压缩介质,能量平衡图,qVth、Hth、Pth的定义,效率的定义:,总效率;内部损失与外部损失;内效率;机械传动效率;圆盘效率;全压效率与静压效率,(二)可压缩介质,为什么与不可压缩介质不同?,1、压缩机级的功率,引入泄漏损失系数和轮阻损失系数 V 和 r,有,2、压缩机和压缩机级的效率,有用功的计算,标准过程:绝热;等温;多变,多变效率,略去动能差,有,能量头之间的关系,绝热效率,等温效率:,流动效率:,整机效率、机组级效率和级效率,3、重热现象与中间冷却,重热现象,重热系数,原动机中的重热现象,冷却的理由与冷却次数的确定,1、降低功耗 2、介质特性 3、用户要求 4、结构许可,双轴H型压缩机示意图,
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