1、博士后研究项目培训博士后研究项目培训流体机械的基本流体机械的基本概念和基本原理概念和基本原理培训培训l风机风道项目组风机风道项目组 游斌游斌 博士博士l美的集团博士后科研工作站美的集团博士后科研工作站l空调事业部技术研发中心空调事业部技术研发中心l2004.10.28l“Structure exists at the place where it does not allow the existence of structure without any reason.”l结构在不允许结构存在的地结构在不允许结构存在的地方没有任何理由地存在着方没有任何理由地存在着.冯冯卡门涡街卡门涡街(Von
2、Karmen,1881-1963)Von Karman Vortex StreetVon Karman Vortex Streetl风机的分类风机的分类1、按产生压力的大小分：、按产生压力的大小分：（1）通风机：排气压力低于）通风机：排气压力低于11.27*104 Pa（2）鼓风机：排气压力在（鼓风机：排气压力在（11.2734.3)*104 Pa范围内。范围内。（3）压缩机：排气压力高于）压缩机：排气压力高于34.3*104 Pa一、提高气体压力的机械（一、提高气体压力的机械（把原动机的机械把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械能转变为气体能量的一种机械）。）。其中：通风机按升压的大小又可
3、以分为：其中：通风机按升压的大小又可以分为：(1)、高压离心通风机：压力升为：、高压离心通风机：压力升为：294014700Pa (2)、中压离心通风机：压力升为：、中压离心通风机：压力升为：9802940Pa(3)、低压离心通风机：压力升为：、低压离心通风机：压力升为：980Pa以下以下(4)、高压轴流通风机：压力升为：、高压轴流通风机：压力升为：490Pa4900Pa(5)、低压轴流通风机：压力升为：、低压轴流通风机：压力升为：490Pa以下以下应用：应用：离心式通风机适用于小流量、高压力离心式通风机适用于小流量、高压力轴流式通风机适用于大流量、低压力的情况轴流式通风机适用于大流量、低压力
4、的情况通风机按使用场合又可以分为：通风机按使用场合又可以分为：(1)、锅炉用通风机（锅炉通风机、锅炉引风机）、锅炉用通风机（锅炉通风机、锅炉引风机）(2)、通风换气用通风机（一般是工厂、建筑物及、通风换气用通风机（一般是工厂、建筑物及 各类家电通风换气或散热、采暖等通风用）各类家电通风换气或散热、采暖等通风用）(3)、工业炉用通风机（叶轮要有足够的强度）、工业炉用通风机（叶轮要有足够的强度）(4)、矿井通风机矿井通风机(5)、特殊用途通风机（高温通风机、防暴通风机、特殊用途通风机（高温通风机、防暴通风机、耐腐蚀通风机）耐腐蚀通风机）（6）煤粉通风机煤粉通风机通风机按类型可以分为：通风机按类型可
5、以分为：(1)、轴流风机（特点：气流轴向进出；流量大、压、轴流风机（特点：气流轴向进出；流量大、压力低）力低）(2)、离心风机（特点：气流轴向进入，远离轴心流、离心风机（特点：气流轴向进入，远离轴心流出；流量小、压力高）出；流量小、压力高）（3）贯流风机（特点：气流横贯轴向流入、流出；气贯流风机（特点：气流横贯轴向流入、流出；气流平稳、动压高、噪音低）流平稳、动压高、噪音低）(4)、斜流风机（特点：流量比离心风机大，压力比斜流风机（特点：流量比离心风机大，压力比轴流风机高）轴流风机高）(5)、子午加速风机（特点：子午面的流动加速，轮毂子午加速风机（特点：子午面的流动加速，轮毂倾斜）倾斜）(5)
6、、罗次风机、罗次风机l流体机械的基本原理流体机械的基本原理1、连续性方程、连续性方程：0iixut定常定常:0iixu不可压缩不可压缩:0iixu2、不可压缩流体的、不可压缩流体的N-S方程（张量形式）：方程（张量形式）：iiijijiuxpFxuutu21 张量的约定求和法则：约定在同一项中如有两个自由张量的约定求和法则：约定在同一项中如有两个自由指标相同时，表示要对这个指标从指标相同时，表示要对这个指标从1到到3求和。求和。0zWyVxU)(1222222zUyUxUxpFzUWyUVxUUtUxlx 方向：方向：ly方向：方向：)(1222222zVyVxVypFzVWyVVxVUtVy
7、lz方向：方向：)(1222222zWyWxWzpFzWWyWVxWUtWz能量方程能量方程ConstVPst2222221122VPVP即：即：ConstVPst22uuuthCUUCUCh21122总压分布云图总压分布云图机翼升力理论机翼升力理论静压分布云图静压分布云图气体以一定的速度吹向机翼叶片气体以一定的速度吹向机翼叶片，翼形上下表面因翼形上下表面因叶型不同而产生不同的压力，其中下表面压力大于叶型不同而产生不同的压力，其中下表面压力大于上表面压力，因而产生了升力（飞机上天）。而在上表面压力，因而产生了升力（飞机上天）。而在风轮固定的情况下，则产生了进出口的压力差。风轮固定的情况下，则产
8、生了进出口的压力差。bWCPyy22bWCPxx22PyPxPCyCx 当当 不大时，升力系数基本上按直线变化，当不大时，升力系数基本上按直线变化，当 大大于某一值后，升力系数变迅速下降。与此相应，叶于某一值后，升力系数变迅速下降。与此相应，叶型的阻力系数则急剧上升。这种现象称为型的阻力系数则急剧上升。这种现象称为失速失速。当。当风机运行中出现失速以后，噪音常常会突然增加。风机运行中出现失速以后，噪音常常会突然增加。引起风机的振动和运行不稳定。引起风机的振动和运行不稳定。旋转旋转失速失速区域区域l静压 Pst(Pa)l动压Pv,(Pa)Pv=0.5V2l全压Pt,(Pa)Pt=Pst+Pvl流
9、量Q (m3/h)l功率N (W)l效率,=(PQ/N)52132121212212212121321212121DDnnNNDDnnPPDDnnQQ流体流经管路时，由于管路的形状变化或流动时与流体流经管路时，由于管路的形状变化或流动时与管壁摩擦而带来的损失，这一损失使流体的能量减管壁摩擦而带来的损失，这一损失使流体的能量减小，压力降低，转化为热能消耗了。小，压力降低，转化为热能消耗了。1、沿程损失：流体沿管路流动而带来的损失、沿程损失：流体沿管路流动而带来的损失5222DLQADLVN沿2、局部损失：流体在管道内流动时由于管路形状突、局部损失：流体在管道内流动时由于管路形状突变而带来的损失变而带来的损失5222DLQADLVN局d1d2d1d2旋转旋转失速失速区域区域阻力曲线阻力曲线压力曲线压力曲线压力曲线压力曲线阻力曲线阻力曲线压力曲线压力曲线阻力曲线阻力曲线工况点工况点
