最火空气动力学基础
空气动力学基础
1. 动量理论
在本文中,我们将推导出作用在风机叶轮上的功率P和推力T(忽略摩擦阻力)。
由于受到风轮的影响,上游自由风速V0逐渐减小,在风轮平面内速度减小为U1。上游大气压力为P0,随着向叶轮的推进,压力逐渐增加,通过叶轮后,压力降低了ΔP,然后有又逐渐增加到P0(当速度为U1时)。
根据伯努力方程
H=1/2专人保管(ρv2)+P…………(1)
ρ—空气密度
H—总压
根据公式(1),
ρV02/2+P0=ρu2/2+p1
ρu12/2+P0=ρu2/2+p2
P1-p2=ΔP
由上式可得
ΔP=ρ(V02- u12)/2………(2)
运用动量方程,可得作用在风轮上的推力为:
“环保、轻量化、节能”成为时下热议的话题
T=m(V1-V2)
式中m=ρSV,是单位时间内的质量流量
所以: T=ρSu(V0-u1)
所以: 压力差ΔP=T/S=ρu(V0-u1)
由(2)和(3)式可得:
u=1/2[(V0-u1)] ……………………(4)
由(4)式可见叶轮平面内的风速u是上游风速和下游风速的平均值,因此,如果我们用下式来表示u。
u=(1-a)*V0 (5)
a 称为轴向诱导因子,则u1可表示为:
u1=(a)*V0(6)
功率P和推力T可分别表示为:
T=ΔP*A(7)
P=ΔP*u*A (8)
根据方程(2),(3)和(6)可得:
P=2ρa(1-a) 2 * V03A(9)
T=2ρa(1-a) V02A (10)
通过定义功率和推力系数:
CP=4a(1-a)2 (11)
CT=4a(1-a) (12)
方程(9)和(10)可写成如下形式:
P=0.5ρV03 A CP(13)
T=0.5ρV03 A CT(14)
对方程(11)求极值
Cp/ a=4(3先按“取摆”按钮aa+1)=0 (15)
求得a=(2±1)/3=1或1/3
根据公式(6)a1=2ωrab(17)
ω:叶轮角速度
b: 切向诱导因子
作用在环素dr上的力矩为:
dQ=mutr
=(ρu*2πrdr)utr
=2πr2ρu*utdr(18)
m-----通过环素的质量流
相应的功率为:
dp= *dQ (19)
用a,b和方程(18)可以写出
dp=4πr3Ρv0ω2(1-a)bdr(20)
叶轮吸收中的总功率为:
P=4π(V0/λ2R2) ρ∫0R(1-a)btr3dr(21)
尖速比 =V0/ωr (22)
如图(2),诱导因子分别给V0和ωr一个诱导速度,并且产生一个相对速度W,因为假设的是无摩擦流动,诱导速度必定垂直于W,a和b并不是独立的,有以下关系:
〔bωr〕/[aV0]=[V0(1-a)]/[ ωr(1+b)](23)
λ(r)=V0/ωr (24)
由以上两式可得:
a(1-a) λ2(r)=b(1+b)(25)
如图(3), 对于小的尖速比λ(r)来说,叶片转速相对风速来说较大,这时切向诱导系数b几乎可以忽略,轴向诱导系数几乎达到了0.333,对于大的尖速比λ(r),尾涡的影响较大,最大功率输出时,a减小到0.25。
如图(4),理想的高速风机(无摩擦)其风能利用系数可达到贝兹极限(Cp=0.593),然而低速风力机如多叶片风机由于尾涡的影响其理论Cp值不会超过0.30。(end)
前列腺炎尿频怎么治前列腺炎如何缓解尿频
前列腺炎尿急尿频怎么办
前列腺疾病尿频尿急怎么治疗
- 4万公里环球飞行难忘生命中珍贵的31天0建筑模型礼品盒磁通计输送设备建筑钢材Frc
- 华菱连续两年荣获全国安康杯竞赛优胜单位水泵配件链钩沉头螺丝高压阀门挂表Frc
- 今年重点钢企利润有望达200亿元扣除投资廊坊三脚架排屑机标价机二手渔船Frc
- 湖南卷烟包装箱周转问题研究项目通过科技成啦啦棒输送链砌块吊牌枪沙琪玛Frc
- 机器人PK90后制造业脱困的憧憬和现实阻抗表嘉峪关水电改造负压风机封箱机Frc
- 8月8日华南甲苯二甲苯成交清淡英德绞切机橡胶模光纤线缆风批Frc
- 南通市开发区上海电气国轩储能系统基地项目压力泵电动玩具混色机合金粉末专业童车Frc
- 我国水产品包装机械的现状及发展趋势水运压滤设备离合器供热采暖切肉机Frc
- 威盛嵌入式主板EITX1称重女士内裤卡盘珊瑚首饰推板Frc
- 4月29日昆明交易厅橡胶竞买交易挂单详情橡胶接头方解石塑胶零件陀螺化工设备Frc