Chap2- 蜗壳的流体动力学数字化设计课件.ppt

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主要内容
蜗壳的作用与分类
水轮机蜗壳流道的数字化设计
离心泵蜗壳流道的数字化设计

大中型水轮机:圆和椭圆断面的金属蜗壳、梯形断面的混凝土蜗壳两种类型。
作用:保证流体在导水机构前形成一定的环量,流体能轴对称进入导水机构,流量沿导水机构圆周均匀分配。
离心泵:梯形与圆弧组合成的梯形断面蜗壳。
作为扩压元件:1)保证流体在压出室流动是轴对称,以保证流体叶轮内形成稳定的相对运动。2)必须将流出叶轮的高速流体收集起来,并将其动能转换为压力能。3)消除叶轮速度环量作用。
蜗壳的三种设计方法:
①切向速度矩为常数的设计方法;(常采用)
②切向速度为常数的设计方法;
③切向速度沿蜗壳断面递减设计方法。
水轮机蜗壳流体动力学数字化设计的主要任务
根据水轮机设计参数选定蜗壳型式、包角及进口断面流速,在给定的设计水头、设计流量、导水机构高度及座环尺寸条件下,确定蜗壳各断面的形状和尺寸,以数字化定义蜗壳流道的过流表面曲面。
在实际工程中,通常要求设计给出单线图(轴面截线)来表示蜗壳过流表面的空间形状。
具体定义见教材p51
以水轮机金属蜗壳设计为例,假定流体均匀进入水轮机,蜗壳某断面的流量定义为从蜗壳鼻端开始逆时针方向测得角度为的函数来描述。
断面设计法数学模型:
(1)蜗壳常数C的确定()
(2)圆形断面尺寸的确定(~6)
(3)椭圆形断面尺寸的确定()
(4)计算蜗壳临界幅角()
开始
水轮机基本工作参数,蜗壳参数及流速参数,座环及蝶形边参数
输入:1、水轮机基本参数
2、蜗壳设计参数
3、座环与蜗壳联接型式及相关参数
计算蜗壳进口断面参数和蜗壳系数,蜗壳常数
根据蜗壳与座环联接型式计算蜗壳的临界幅角
交互输入圆整的蜗壳进口断面半径
计算蜗壳其它圆断面的参数,并图形显示检查
计算蜗壳椭圆断面的参数,并图形显示检查
按数据对进口钢管直径标准化,显示有关信息确认
按规律保存各断面特征数据
绘制蜗壳断面单线图,尺寸标注
绘制蜗壳平面单线图,尺寸标注
结束
蜗壳过流面三维几何造型
水轮机金属蜗壳流道的数字化设计计算流程图
金属蜗壳过流表面三维形状

蜗壳流道过流断面面积F及高度H的计算(~14)
过流断面圆角的计算()
各过流断面几何尺寸和的计算(~17)