《内燃机增压技术》教学课件（PPT讲稿）第三章（3-2）涡轮流量特性

简单回顾 1.简述气体在涡轮中的流动过程。 2.简述有叶涡轮箱和无叶涡轮箱的区别 3.绘制气体在涡轮叶轮进出口速度三角形。 4.在理想的绝热过程中,气体在涡轮进口和喷嘴环出口的 能量有何异同?在涡轮出口又有何变化? 5.在实际过程中和理想过程中,气体在涡轮出口的总焓有 何不同? 6.涡轮出口气流的绝对速度高低对绝热效率有何影响? 7.什么是涡轮的反力度? 8.为何用相似流量、相似转速和速比U/Co描述涡轮特性? 9.U/Co的变化与涡轮负荷是什么关系?

简单回顾 1. 简述气体在涡轮中的流动过程。 2. 简述有叶涡轮箱和无叶涡轮箱的区别。 3. 绘制气体在涡轮叶轮进出口速度三角形。 4. 在理想的绝热过程中，气体在涡轮进口和喷嘴环出口的 能量有何异同？在涡轮出口又有何变化？ 5. 在实际过程中和理想过程中，气体在涡轮出口的总焓有 何不同？ 6. 涡轮出口气流的绝对速度高低对绝热效率有何影响？ 7. 什么是涡轮的反力度？ 8. 为何用相似流量、相似转速和速比U/Co描述涡轮特性？ 9. U/Co的变化与涡轮负荷是什么关系？

第三章涡轮原理与特性 3.2涡轮流量特性 在变工况条件下,涡轮流量随膨胀比变化的关系。通 常以相似流量为自变量,相似转速为参变量来表示涡轮 的流量特性。 典型的涡轮流量特性 涡轮相当于喷嘴,其流量特性可表示为: 包络线 uI eavrx-1 浮 分析: 临界点一阻塞 不同相似转速的流量特性之差别: 轴流涡轮流量特性只有一条线; 径流涡轮流量特性由于离心力,多条线。 涡轮流量特性

3.2 涡轮流量特性 在变工况条件下，涡轮流量随膨胀比变化的关系。通 常以相似流量为自变量，相似转速为参变量来表示涡轮 的流量特性。 • 典型的涡轮流量特性 涡轮相当于喷嘴，其流量特性可表示为： • 分析： 临界点—阻塞 不同相似转速的流量特性之差别： 轴流涡轮流量特性只有一条线； 径流涡轮流量特性由于离心力，多条线。 ) ] 1 ) ( 1 [( R 1 2 F p 1 T 2 T * T eq 0 * 0         + − − = MT T 第三章 涡轮原理与特性 包络线

第三章涡轮原理与特性 3.3涡轮效率特性 效率特性:变工况条件下 涡轮绝热效率随速比的变 化关系 rr晶a 速比:u/C—代表涡轮的负 荷变化的无量纲数 u/c增大--负荷减小 u/c减小--负荷增大 典型的涡轮效率特性 涡轮效率特性曲线

3.3 涡轮效率特性 • 效率特性：变工况条件下， 涡轮绝热效率随速比的变 化关系 • 速比：u/c—代表涡轮的负 荷变化的无量纲数 • u/c 增大---负荷减小 • u/c 减小---负荷增大 • 典型的涡轮效率特性 第三章 涡轮原理与特性

第三章涡轮原理与特性 1.0 一般情况下,涡轮在设计 Y/ZZImMUIZ 工况时,各种能量损失最0 小,效率最高,在非设计 iitti 工况下,各项损失都有较08 大的变化 当涡轮工况变化时,喷嘴 环中的损失稍有变化,但 是叶轮中损失变化较大 5060.70.8W1 这是因为u1/cad偏离设计 值后,速度三角形改变 叶轮进口产生撞击损失

第三章 涡轮原理与特性 • 一般情况下，涡轮在设计 工况时，各种能量损失最 小，效率最高，在非设计 工况下，各项损失都有较 大的变化。 • 当涡轮工况变化时，喷嘴 环中的损失稍有变化，但 是叶轮中损失变化较大。 这是因为u1/cad偏离设计 值后，速度三角形改变， 叶轮进口产生撞击损失

第三章涡轮原理与特性 涡轮流量特性的其它表示法 绝热效率 等绝热效率 等膨胀比 相 流 相似转速

• 涡轮流量特性的其它表示法 第三章 涡轮原理与特性 相似转速 等膨胀比 等绝热效率 绝 热 效 率 相 似 流 量

第三章涡轮原理与特性 3、无叶涡壳的设计 无叶涡壳设计较为复杂,无叶涡壳內气流具有三元性质 拟定精确计算时,存在着许多困难,为了便于实际简化计 算,特做如下假设 流经涡壳的气体为理想气体,无粘性。 在涡壳流道与叶轮进口之间的环形通道内,气流分布是均 匀的。 在无叶涡壳流道内气体流动是稳定的,并认为从涡壳进口 到每个截面的气体密度是不变的 等环量

第三章 涡轮原理与特性 3、无叶涡壳的设计 • 无叶涡壳设计较为复杂，无叶涡壳内气流具有三元性质， 拟定精确计算时，存在着许多困难，为了便于实际简化计 算，特做如下假设： • 流经涡壳的气体为理想气体，无粘性。 • 在涡壳流道与叶轮进口之间的环形通道内，气流分布是均 匀的。 • 在无叶涡壳流道内气体流动是稳定的，并认为从涡壳进口 到每个截面的气体密度是不变的。 • 等环量

第三章涡轮原理与特性

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