第十章 機翼和葉柵工作原理

1、第十章第十章機翼和葉柵工作原理機翼和葉柵工作原理本章將分別討論機翼和葉柵最基本的工作原理，討論機翼工作原理是為葉柵理論奠定基礎(chǔ)的。二者均為葉輪機械(汽輪機，泵與風機及燃氣輪機等)流體動力學的基礎(chǔ)，同時也是力學理論在解決流體與被繞流物體間相互作用問題的一個重要應(yīng)用。101機翼的幾何特性機翼的幾何特性機翼一詞常用于航空工程，也可泛指相對于流體運動的各種升力裝置。因此，葉輪機械中的工作輪葉片(汽輪機葉片、軸流泵與風機葉片等)就是一個機翼。工程

2、上引用機翼主要是為了獲取升力。由于在流體中運動的物體，必然會受到粘性阻力的作用。因此對機翼提出的技術(shù)要求首先就是盡可能大的升力和盡量小的阻力，這就要求機翼采用適當?shù)膸缀涡螤睢D101是機翼的外形圖。將機翼順著來流方向切開的剖面形狀稱為翼型，翼型的周線稱為型線，翼型的形狀直接決定了翼(或葉片)的空氣動力特性。通常翼型具有：圓滑的頭部、尖瘦的尾巴、拱曲的背(上弧)，至于腹(下弧)形狀則有凹的、也有凸的，也有半凹半凸及平的。表征機翼的幾何特性

3、基本參數(shù)如下(參照圖102)：(1)翼型中線翼型型線內(nèi)切圓心的連線稱為翼型中線，或稱翼型骨線。(2)翼弦b翼型中線與型線的兩個交點分別稱為前緣點和后緣點，前緣點102翼型升力原理翼型升力原理翼型是具有一定的空氣動力特性的幾何型線。為研究問題方便，總是假定所研究的是無限翼展且翼弦和翼型不變化，即流體繞流機翼的各個剖面流動都相同，是一個二維流動。此外，也排除機翼本身以外的任何固體壁面的影響，只考慮機翼在靜止流體中運動，或者說均勻流繞流翼型，

4、這樣的翼型通常稱為孤立翼型?；×⒁硇妥鳛橐环N抽象的力學模型，完全是為了分析方便和簡化計算提出的。在第六章利用平面勢流的疊加理論，討論了有環(huán)量的圓柱繞流問題，對于均勻流繞翼型的流動比圓柱繞流要復(fù)雜得多。對于不同的環(huán)量值和通常采用的帶有尖銳后緣的翼型，理論上(不可壓理想流體)可以出現(xiàn)三種不同的繞流圖案，如圖103所示。(a)和(c)兩種情形后緣附近的流體將從翼型表面的一側(cè)繞過尖端流到另一側(cè)去，出現(xiàn)了大于π角的尖端繞流，這將在翼型尖銳后緣處形

5、成無窮大的速度和無窮大的負壓，這在物理上是不可能的。只有在(b)情形中，流體從翼型的上下兩表面平滑的地流過后緣，且后緣點的速度是有限的。大量的實驗觀察發(fā)現(xiàn)，只有在翼型繞流邊界層尚未嚴重分離的條件下，(嚴重分離通常在大沖角時發(fā)生，有關(guān)沖角的規(guī)定見圖104)，翼型上下兩股流體總是在尖銳后緣上匯合而平滑流去。即(b)圖案是實際存在的。據(jù)此，1909年茹柯夫斯基首先提出了均勻流繞翼型流動時確定的環(huán)量的補充條件，即在后緣點速度應(yīng)為限值的茹柯夫斯基