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水力机械中的能量转换
第六节 流体机械内的能量损失及效率
VpqMP ???
流体机械的损失分类,
1,流动损失 （ 水力损失 ） ?H（ 或 ?h,?p）,摩
擦损失, 冲击损失, 分离损失, 二次流损失, 叶
端损失
本质上是压力损失
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2、泄漏损失（容积损失）
?qV（ ?qm）,
流量损失
3、机械损失 ?P：轴承、轴封的摩擦损
失 ?Pm和圆盘损失 ?Pr
力矩或功率损失
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一、流动损失
根本原因：介质的粘性
1、摩擦损失
沿程损失 2cdlhHg 2ff ??????
阻力系数 ?,
与雷诺数和管壁相对粗糙度的关系，试验
测定
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2、分离损失
边界层分离的原因（逆压梯
度）和影响
分离的控制,
1、扩散角,可压 ＜ 6?～ 7?,不可压 ＜ 8?～ 12?
2、扩压度,可压 w1／ w2＝ A2?2／ A1?1,不可压 A2／ A1
1s
2sm a xs w wwD ??3、扩散（扩压）因子
其他的分离损失，转弯、面积突变等
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3、冲击损失
进口冲击引起叶片表面的流动分离，但冲击
损失与流量的关系不同于分离损失
冲击速度
sh1101 www ??
冲击损失
g2
wH 2sh1
shsh ???
w
w
w
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加速与减速冲击
工作机
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原动机
冲击速度的大小,wsh∝ qV－ qVopt
其他部件中的冲击损失
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4、二次流损失
二次流的概念
ac
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5.叶端损失
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6、按流动损失与流量的关系分类
第一类，正比于流量的平方
第二类，正比于流量与最优流量的差的平方
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二、容积（泄漏）损失
内部泄漏与外部泄漏
间隙两端的压差
离心泵的典型密封结构
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三、圆盘摩檫损失（轮盘损失）
2232r DuKP ???
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开式与闭式泵腔
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水力机械中的能量转换 四、流体机械的效率
能量平衡图
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效率的定义,
q
V th ? V H th, p th ? h P ? m
泵
q V ＋ ? q V
1 ?
?
? q
q
q
q
V
V t h
V
V th
H ＋ ? H
1 ?
?
? H
H
H
H
th
th
P th ＋ ? P
1 ?
?
? P
P
P
P
th
风机
q V ＋ ? q V
1 ?
?
? q
q
q
q
V
V t h
V
V t h
P tF ＋ ? p
1 ?
?
? p
p
p
p
th
tF
th
P th ＋ ? P
1 ?
?
? P
P
P
P
th
水轮机
q V － ? q V
1 ?
?
? q
q
q
q
V
V
Vth
V
H － ? H
1 ?
?
? H
H
H
H
th
P th － ? P
1 ?
?
? P
P
P
P
th
th
总效率；内部损失与外部损失；内效率；机械传
动效率；圆盘效率；全压效率与静压效率
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