葉輪機(jī)械公司_葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)研究進(jìn)展
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葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)研究進(jìn)展_陳海生
機(jī) 械
工
程
學(xué) 。報(bào) 第 4 3第卷2 期 渦系結(jié)構(gòu)得葉排使口出流動(dòng)不勻
;
均渦向系下游 。的
運(yùn)輸過程到下受葉排游的割切壓和力場(chǎng)的勢(shì)壓拉而變形似 類
來,層 由 三維分離線發(fā)的分離出實(shí)面際個(gè)是由剪自切 。
在往 下游流動(dòng)程過中 。
, 該 由自剪切層將不斷卷,
構(gòu)下成葉游內(nèi)的非定排常動(dòng)流。
與 尾跡干擾,
起 形成集中渦
在集渦中面誘導(dǎo)的下
下其方的摩 ,
次二流 擾也干體現(xiàn)出 流隨遷移特性 , 其影 響
擦應(yīng)力線往呈往現(xiàn)出有具拐點(diǎn)的性特 滯流區(qū)離隔開 來 ,
。氣型泡分離
范圍。數(shù)倍為軸向長(zhǎng) 于實(shí)弦驗(yàn)室階段 當(dāng)前非 定常動(dòng)流的研究還 一
的處特點(diǎn)是分離面具將高有能主流區(qū)和的具低有能的
方[法” ,
’】6
,試驗(yàn)方面基本用采周期鎖相采樣的 ‘’】 7“數(shù)值計(jì) 基算本 上采約化方用法[非 ,
,分在離線往上往現(xiàn)出奇分離點(diǎn) 分面離
定常引起損的機(jī)失還理不完全清楚 ,
確估算非準(zhǔn)定
’
常損。失將并其納入設(shè)計(jì)體系還有相當(dāng)距離【9] 的,
可見種損各皆失由多種因素引起分十復(fù)雜
,為達(dá)到控制葉柵失損的目的 ,
必 須葉輪機(jī)對(duì)械內(nèi) 部。
流的細(xì)微動(dòng)構(gòu)結(jié)和損機(jī)失理行進(jìn)統(tǒng)深系入研地
物體表究面
物體面上的極限流線 ) (a自由渦層型分離
1 Ll 理論 析 分分流離動(dòng)理
論粘外區(qū)
性離分面 (氣泡 ) 離線分 , 關(guān)于 葉輪機(jī)械部流內(nèi)動(dòng)理的論析 分離分是較熟的悉流動(dòng)現(xiàn)象( l )圖面附層 ,
,人們初最。
物體 面上的 極流限
是線基外于部動(dòng)流中機(jī)附面翼層理論來研究 的二 維 物 體面 b表( )氣型泡分離 由于 物面近附在 存 , 在逆壓梯作度用下
,
流流體到某點(diǎn)后依靠
2
圖三分維流動(dòng)示離意 。 圖其動(dòng) 能 不已足以提高需所要的壓強(qiáng)面附近就形 了成二維分離現(xiàn)象 、 1、一 1 況 口/一V、、 1了了
這 .時(shí)靠在近物 可 以用極限利流來線描述三分維離
在流場(chǎng)
中。 其 判準(zhǔn)斷則是 = 流 定義為每線一的切點(diǎn)線方向都和 點(diǎn)處該流微團(tuán)體的度速方一致向的曲線 于零處流線的開 物 面, 。,
1y
=
。= 0
或
丁 W二
“
廠加。、一
斌 (0
限流極是指線距離物面趨 。 如 果限流線在極物面上某個(gè)位置離 也可以利 。用 式
中“
平行壁面于方向速的度分 壁面量摩擦應(yīng)力動(dòng)力粘性系
數(shù)就這反映該處存在流動(dòng)分離
產(chǎn) w
物T面摩應(yīng)力擦線來析分三維分現(xiàn)離象的定體繞流中常 , 摩擦 應(yīng)力線 。 是 直接映反鄰近面流物體運(yùn)動(dòng) 物的理 量在 三維物
物上面每一點(diǎn)都應(yīng)有唯一確定的
摩擦應(yīng)力矢量連的續(xù)矢量場(chǎng) 。
所 以整在個(gè)面上物成構(gòu)摩擦了應(yīng)
,力 其 摩擦應(yīng)力方程線為 {默 :寫 毅 圖 1二 維分離流動(dòng)示意
式圖 中 一〕一方速度分向
量一
方向度速量分 二 維分 現(xiàn)離象在物理意上味著二分維離點(diǎn) 三維分 正離是鄰近物面的體流微團(tuán)要很快離開
就是物面摩擦應(yīng)力為零的點(diǎn)嚴(yán)格來(
,說
還應(yīng) 有物面 的物現(xiàn)理象
, 所 三維以分離必然對(duì)摩擦應(yīng)力 線。 衍
w
/
ax
< O
的條 )
件
。特的變性有化所反映,
極限流線和摩擦應(yīng)線力雖然,
三維分離的機(jī)理與二 維離分一樣
但判斷準(zhǔn) 則, 分別 表示流 速場(chǎng)度場(chǎng)和應(yīng)力切場(chǎng)處 面, 但 在限無(wú)靠近 。 物 比要二維 分復(fù)離雜得多 ,
。 因 為在三維附面層中,
即。
場(chǎng)流的速度方和向切應(yīng)力方向是一致的,
使在某個(gè)方向摩應(yīng)擦力變?yōu)榱闳S 離分實(shí)際是附面層內(nèi)很 “ 但 流體還 可沿其他 ” 物 面摩擦應(yīng)場(chǎng)是力個(gè)一單值連續(xù)的量矢場(chǎng)摩擦 應(yīng)線力能不意在物隨面上起始或止終起始或止終于那奇些點(diǎn) (場(chǎng)二
,
其方向流去這時(shí)附面層內(nèi)的流動(dòng)仍可持是附保著的靠近“
它只能
面物的體流微
” 協(xié)
二)0 上。
摩擦 力應(yīng) 團(tuán) 在流到物面的某位個(gè)置很快
離地 開] 3物l 面。
。矢量分 布特性不的同使將摩擦應(yīng)線趨力于點(diǎn)奇的
三方維分離為分自由層渦和型氣泡型兩種 (圖 2) 自
式也不由同 ( Px ,
,
成不形同類型的點(diǎn)奇=
。
果如物面上某點(diǎn)
層渦型分離面在主流中將方 不向同的流動(dòng) 分隔開
力處喻 w v r =
O
, 擦摩應(yīng)力線程方可化為
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