当前课程知识点：流体机械基础 > 第2讲 流体机械转轮速度三角形与欧拉方程 > 2.2 转轮内部的典型流态 > Video
下面呢 我们来分析一下
水轮机转轮内部的典型流态
在这之前
我们先来认识一下机组的转轮
这是一个典型的
混流式机组的模型转轮
我们可以看到
它是由上冠 叶片和下环组成
这个模型转轮
是东方电机厂赠送给我的
它是三峡右岸机组的模型转轮
制作非常精美
作为教学工具非常好
那么这是上冠 这是下环
这是叶片的进口 这是叶片的出口
大家看看 转轮的旋转方向
水从这个方向进入转轮
转轮就能正常地旋转起来
从上往下看
它是一个顺时针的旋转方向
再强调一下 混流式转轮
是由上冠 叶片和下环组成的
叶片和上冠 下环之间用铸造
或者焊接直接连接在一起
下面我们再来认识一下
轴流转桨式机组的转轮
大家看这是一个
潮汐发电机组的转桨式转轮
它有4个叶片
在这里只能看到一个叶片
轴流转桨式机组的转轮
由叶片和轮毂体构成
由于叶片在轮毂体要调节角度
所以轮毂往往做成一个球面的形状
叶片和轮毂接触的地方
也做成一个球面
由于叶片要在轮毂体上
旋转较大的角度
为了让叶片在旋转过程中
根部不与轮毂体相碰
叶片的根部往往要切削掉一小块
大家看 这里切削掉一小块
在叶片打开之后
叶片切削掉的部分和轮毂体之间
就会形成一定的间隙
轴流转桨机组的轮缘即叶片
最外面的一部分
和转轮室之间也是要有间隙的
所以 对轴流转桨式机组来说
叶片和轮毂体和转轮室之间都有间隙
这样在间隙当中
都会出现间隙的流动
那么 这是轴流转桨式机组的转轮
这是轮毂体 叶片外缘
和转轮室之间的间隙
我们可以称它为外缘间隙
叶片内缘和轮毂体之间
形成的间隙
我们可以称它为内缘间隙
这还有一个离心泵的叶轮
这个闭式转轮是由三个叶片组成的
离心泵的叶片和混流式水轮机的较像
入口的这一面盖板叫前盖板
然后是叶片
后面这一块我们叫后盖板
这样就由前盖板 叶片和后盖板
整体组成的闭式叶轮
如果我们不要前盖板
光留下叶片和后盖板
这样的转轮叫做半开式叶轮
像这样白色的
这个就是半开式叶轮
它没有前盖板 光有后盖板
如果前后盖板都没有
光剩下叶片 那就是开式叶轮了
我们这个转轮它很有意思
它是亚洲最大的爬吸式挖泥船
所用的吸泥泵的模型转轮
它最显著的特色
是具有非常好的抗泥沙磨损性能
整个叶片叶型的设计
都是从抗泥沙磨损的角度设计的
比如说叶片的包角不能太大
既要保证效率 又要让泥沙
尽量从叶片中间的流道中通过
在前盖板位置还做了副叶片
通过副叶片对水流的做功
能够减少水流的泄漏损失
同时也能减少泥沙的磨损
这个就是叶轮前盖板上的副叶片
副叶片有时候也安装在前盖板这边
有时候安装在后盖板这边
但是它所起的作用都是一样的
从这个离心式叶轮来看
它的副叶片是在后盖板这一边
我们再来了解一下S1 S2流面
对于混流式转轮来说
上冠到下环之间的这些流面
包括上冠面和下环面
我们统称为S1流面
也叫H-S流面 Hub-to-Shroud
叶片表面当然也是一个流面
从叶片正面到背面之间的流面
称为B-B流面
也就是Blade-to-Blade流面
这些流面我们统称为S2流面
S1流面和S2流面的交线 就是流线
如果转轮内部的流动
没有什么漩涡
从进口到出口是比较均匀的
那么S1 S2流面
就基本上是上冠到下环
从叶片背面到叶片正面之间的这些面
相交的这些线就是流线
这些流线就基本是从进口到出口
比较光顺的一些线
如果出现了漩涡流动
比如进口冲角导致的漩涡
那么真正的S1 S2流面就是扭曲的
很难通过S1 S2流面的流动
来描述整体的流动状态
这时我们往往就画一些流线图
来看看漩涡是怎样的状态
通过速度矢量图
来看看流速的变化 等等
混流式水轮机转轮内部的流动
随工况的变化会有很大的变化
我们从图中可以看到
如果混流式水轮机
在设计工况整个内部流线的分布
还是比较规则的
整体流动还是比较顺畅的
如果 在比较偏的
小负荷运行工况
我们看右图 导叶开度小
在转轮进口背面
会形成大尺度的漩涡流
这些漩涡会造成整个流线的扭曲
形成一种混乱的流动状态
在实际运行的水轮机转轮中
很多偏工况的运行
都类似于这样一种流动状态
-1.1 流体机械定义
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-1.2 流体机械分类
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-1.3 水轮机工作过程概述
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-1.4 泵与风机工作过程概述
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-1.5 其他流体机械工作过程概述
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-1.6 流体机械工程应用
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-参考文献
--html
-第一讲习题--作业
-2.1 流体机械的主要性能参数
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-2.2 转轮内部的典型流态
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-2.3 速度三角形
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-2.4 工况发生变化时速度三角形分析
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-2.5 欧拉方程
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-参考文献
--html
-第二讲习题--作业
-3.1 水轮机过流部件工作原理
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-3.2 泵与风机过流部件工作原理
--Video
-3.3 机组能量传递过程与效率分析
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-3.4例题分析
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-参考文献
--html
-第三讲习题--作业
-4.1 空化的定义与分类
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-4.2 空化余量与空化系数
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-4.3 吸出高度与安装高程
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-4.4 空蚀现象与类型
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-4.5 空化空蚀的危害及防护
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-参考文献
--html
-第四讲习题--作业
-5.1 泥沙磨损基本概念
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-5.2 泥沙磨蚀基本概念
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-5.3 流体机械磨损磨蚀现象
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-5.4 流体机械常见抗磨措施
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-5.5 腐蚀基本概念
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-5.6 流体机械腐蚀现象及防腐措施
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-参考文献
--html
-第五讲作业--作业
-6.1 流动相似概述
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-6.2 常用相似准则数
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-6.3 流体机械的相似准则分析
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-6.4 流体机械单位参数与相似换算
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-6.5 综合相似判别数——比转速
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-6.6 相似准则的工程应用
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-参考文献
--html
-第六讲作业--作业
-7.1 特性曲线概述
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-7.2 模型试验
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-7.3 典型模型机组综合特性曲线
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-7.4 水轮机运转特性曲线
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-7.5 水轮机的选型计算
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-第七讲作业--作业
-8.1 流体机械多相多组分非定常流动概述
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-8.2 二次流动现象
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-8.3 动静干涉
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-8.4 脱流
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-8.5 间隙流动
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-8.6 叶道涡
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-8.7 卡门涡
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-8.8 尾水管涡带
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-8.9 泵的旋转失速
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-8.10 泵的喘振
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-8.11 压力波传递与叠加
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-参考文献
--html
-第八讲作业--作业
-9.1 流体机械四象限特性概述
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-9.2 水泵水轮机全特性曲线
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-9.3 水泵水轮机典型工况流动现象
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-9.4 水泵水轮机调相运行工况流动现象
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-9.5 双向潮汐机组复杂运行工况认识
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-参考文献
--html
-第九讲作业--作业
-10.1 流体机械在管网系统中的工作特性
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-10.2 流体机械暂态运行过程
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-10.3 调节系统与调速器
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-10.4 改善流体机械暂态运行性能工程措施
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-参考文献
--html
-第十讲作业--作业
-11.1 流体机械多场耦合特性概述
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-11.2 转轮流固耦合特性
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-11.3 轴承热流固耦合特性
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-11.4 轴系多场耦合特性
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-参考文献
--html
-第十一讲作业--作业
-12.1 标准化概述
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-12.2 流体机械行业标准
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-12.3 水轮机型号
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-12.4 泵型号
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-12.5 风机型号
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-12.6 阀门型号
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-12.7 流体机械工业流程
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-12.8 流体机械质量监督
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-参考文献
--html
-第十二讲作业--作业
-13.1 空化、通（补）气、压力脉动与安装高程
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-13.2 压力脉动与水锤
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-13.3 智能流体机械
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-13.4 流体机械及工程学科知识体系与学术交流
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