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文档介绍：第三章流体机械的相似理论
第一节: 流体机械的流动相似准则
第二节: 相似三定理
第三节: 比转速
问题的提出
设计任务:结构→要求:造价低、耗功少、效率高
反复设计→试验→修改→受限;
①. 实型设计→模型设计
②.相似设计
利用优良的模型进行相似设计是设计选型的捷径;
→改造;
转速变化时进行性能的换算。
出力不足
裕量过大
不能满足要求
③.工程实际问题
第一节: 流体机械的相似准则
二、相似准则

当地加速度与迁移加速度的比值
在稳定工况下,流体机械中的相对运动是定常的,但绝对运动是非定常的。由于叶片数有限,叶片两面的速度不同。当叶轮转动时,在空间中固定点上,观察到的绝对运动将呈现周期性的变化,故是非定常的,所以斯特劳哈尔数相等是流体机械模拟必须满足的条件。

压差力与惯性力的比值
这两个数都表示压差力与惯性力的比值。在流体机械中,压差力是最重要的作用力,因此,保持马赫数或欧拉数相等也是流体机械模拟必须满足的条件。在不可压介质中,要求满足欧拉数相等。在可压缩介质中,则要求满足马赫数相等。
还可表示为

第二节: 相似定律
一、单位参数
以一台泵或风机为研究对象,取特征长度为叶轮直径D,取特征时间为叶轮转一周的时间1/n,特征速度为轴面速度(出口圆周速度),特征压力为全压P(泵为gH)。
对两台相似的泵(风机)应满足这两个数相等!
二、相似换算(也可用上述单位参数相同推导)

在相似工况下,流量的相似关系为:
由几何相似:
由运动相似:
所以:
表述:几何相似机泵与风机,在相似的工况下,其流量与叶轮直径的三次方、转速及容积效率的一次方成正比。
(全压)换算
(由及 p=gH 推得)
在相似工况下:
由运动相似:
在法向进口条件下:
对于风机:
所以:
表述:几何相似机泵与风机,在相似的工况下,其扬程(或全压)与叶轮直径及转速的二次方、以及流动效率(流体密度)的一次方成正比。

(由推得)
在相似工况下,轴功率的相似关系为:
表述:几何相似机泵与风机,在相似的工况下,其轴功率与流体密度的一次方、叶轮直径五次方、转速的三次方成正比;与机械效率的一次方成反比。