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在页面上参数您必须输入或修改基于比转速 nq 或流量 Q 的近似函数得出的参数。
参见近似函数.
有关如何处理参数编辑字段的详细信息,请参见使用经验函数编辑字段.
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参数和效率值可手动处理,或通过页面顶部的复选框切换为自动更新。此时将始终使用默认值,即使在设计点修改后也是如此(参见全局设置). |
如果自动模式未选择,则可通过以下选项之一指定当前默认值:
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全局通过页面顶部的按钮 |
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区域通过页面内的默认按钮参数或效率区域 |
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在选中时通过输入字段内的默认按钮单独设置 |
面板参数允许为以下转子主尺寸的计算定义替代值: •吸入直径d在出口处,类似于进口侧。 •轮毂直径dS2 •转子直径d1 •进口宽度b1 |
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有关如何处理参数编辑字段的详细信息,请参见使用经验函数编辑字段.
直径系数是用于Balje图但非设计参数。借助它可得到等熵速度比总静压ν的建议值ts以及进口宽度比b1/d1(仅当总静压比πts已指定时,参见全局设置).
为计算转子直径d,必须指定以下参数之一1.
切向力系数
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切向方向流动力的系数 3 ... 4 弗朗西斯高速水轮机 4 ... 8 常速水轮机 8 ...10 低速水轮机
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系数比
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功与子午速度平方之比 6 ...10 弗朗西斯高速水轮机 10...12 常速水轮机 12...30 低速水轮机
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等熵速度比总静
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u1:进口圆周速度 c0:喷射速度
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在功系数ψ、相对流动角β1和切向力系数ψ/φm之间存在以下关系:
为计算转子进口宽度b,需指定以下参数之一:1.
对于所有其他几何变量,需给出猜测值:
直径比 d2/d1 |
~0.5 |
子午加速度 |
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子午加速度(吸力侧)cmS/cm2 直径比 dS/d1 |
~0.7 |
直径比 dH/dS |
~0.3 |
定义轮毂直径d有三种模式S2:
•直接在选项卡中输入尺寸(复选框“计算轮毂直径”未激活)
•组合框选项“直径比dH/dS”:自动计算,使用dS2 = dH/dS * d在出口处,类似于进口侧。.
•组合框选项“直径比d2/d1”:自动计算,使用dS2 = dH/dS * dS。此处直径比dH/dS将调整以满足几何比的指导原则。
使用选项“直径比dS/d1”进行d在出口处,类似于进口侧。计算时,选项“直径比 d2/d1”不可用。
在组中效率需给出以下效率:
设计相关
•转子效率ηtt(总总:压比πtt指定于全局设置) 或
•转子效率ηts(总静:压比πts指定于全局设置)
仅供参考
•机械效率ηm
内部效率与机械效率构成总效率(联轴器效率):
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PQ:(等熵)转子功率 PD:输出功率(联轴器/驱动功率) |
转子效率(或叶片效率)ηtt 描述水轮机内由摩擦和涡流引起的能量损失。摩擦损失主要源于边界层中的剪切应力。涡流损失由湍流引起,另一方面也由流道截面和流向变化导致,可能产生二次流、流动分离、叶片后尾迹等。转子效率是实际比功Y与无损失传输比功之比:
![]()
机械效率主要包括轴承和密封中的摩擦损失:
(随叶轮尺寸增大而上升)
如果复选框“使用η用于主尺寸”被选中,则主尺寸计算基于Δh=Δh是·η进行。否则,使用Δh是——等熵比焓。
在选项卡的右侧面板中参数显示了一些变量用于信息:
实际功率 PD |
PD = PQ·ηttSt |
功率损失PL |
PL = PQ - PD |
流量Q |
使用出口总密度计算:
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总进口压力 pt1 |
pt1 = π⋅pt2 |
总总压比 |
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总静压比 |
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级效率(总-总) |
ηttSt |
等熵效率(总-静) |
ηts |
多变效率 |
(n..多变指数 κ..等熵指数) |
通常出于成本考虑,优先采用单级单吸机器,覆盖范围约为 10 < nq < 400。在特殊情况下,可能需要设计极低比转速(nq < 10)的转子。此类转子具有大直径和窄宽度特征,自由流道面积与湿周比不利,导致高摩擦损失。为避免此问题,可尽可能提高转速 n 或质量流量 ṁ。替代方案是设计多级涡轮以降低单级压降。若出现极高比转速(nq > 400),可尽可能降低转速 n 或质量流量 ṁ。另一选择是并联运行多个具有较低 nq 的单级涡轮。
请注意:CFturbo 优选使用范围10 < nq < 150– 径流式与混流式转子。