贯流风机的数值模拟(毕业论文封面+毕业论文致谢) 第4页
角形，即可求得扭速 。
下面我们来讨论两种情况：
1． 气流径向进入叶轮，叶轮进口弧线和出口弧线相等。
这种情况的气流具有两个特点：
（1） 子午速度 ；
（2） 当叶片角 改变时，扭速 不变，即
const
2． 气流径向进入叶轮，叶轮进口弧大于出口弧。
在这种情况下，排气速度 比进口速度 高，当叶片角 改变时，满足
下列情况：
并且扭速不变，即 =const
若进口弧线比出口弧线小，亦可得到类似的速度三角形。
（二） 压力系数和流量系数
1． 贯流式风机的压力系数可定义为： （2-1）
试中： ------ 平均全压；
------ 叶轮圆周速度；
------ 气体密度。
根据欧拉方程和式（2-1）有： （2-2）
所以理论压力系数为： （2-3）
实际气流穿过叶轮时，流动情况复杂，因此，必须对上式进行修正，实
际压力系数变为：
（2-4）
试中： ------ 全压效率；
------ 考虑有限叶片影响的修正系数。
若平均取 ， ，则 （2-5）
利用试（2-5）可以求出各种情况下的 值， 一般
所以
2． 贯流式风机的流量系数可表示为：
（2-6）
试中 ------叶轮的宽度。
流量系数的范围一般为：
小流量风机
中流量风机
大流量风机
（三） 反应度Ω （2-7）
试中 、 ------ 气流进、出叶轮时的绝对速度。
试（2-7）是近似的，利用试（2-7）可估计出上述情况的反应度大小。
一般，贯流式风机的反应度Ω值在零附近，而流量较大的贯流式风机，其反应度一般为负值。
可以看出，贯流风机的动压相对而言比其他风机高。
§2.3 贯流式风机叶轮内的流动分析
前面提到过的离心式风机及轴流式风机，其内部气流的流动情况较为简单。然而，贯流式风机叶轮内的气流的流动情况则较为复杂。人们通过长期的观察，发现在叶轮内部存在一个旋涡，该旋涡的中心位于叶轮内圆周附近靠近蜗舌的一侧，如图2-6所示。
图2-6 叶轮内部旋涡示意图 其中 1-蜗舌，2-蜗壳
涡心距叶轮轴心的距离用 表示，其中 为系数。
叶轮内的旋涡控制着整个速度场，而随着流量的变化，旋涡中心沿圆周方向移动。叶轮内部涡结构的发现，对于贯流式风机的研究具有重大的意义。
现在以叶轮进、出口圆弧相等的简单情况为例，来研究叶轮内的气流模型。
设涡心位于叶轮内圆 上的一点 ，即取 ，在内圆 上取一点A，其中距O点的半径为 。按照前面的分析，假定在圆周上存在一个 为常数的速度，又三角形AOC知：因此，该旋涡运动是一个简单的位涡。
由A点的速度三角形知
（2-9）
从试（2-8）、试（2-9）可以看出，速度 是按照正切规律变化的，而且流线成圆弧形。
从上述流动模型可以推断出，叶轮外圆周上各点的流体速度也是不一样的，越靠近涡心， 其速度越大，相反的，靠近壳体一侧的速度变小。而贯流式风机的压力系数等均为其平均值。
人们从实验中发现，旋涡的位置接近内圆周，即 时，性能较好。并且循环流的区域越小，性能越好。
涡心位置不同时，流线的分布也不同。为了控制旋涡位置，并减小循环流的区域，可以在叶轮采用导向装置。导叶的厚度对性能没有什么大的影响。