涡轮机构

流体机械Turbomachinery,又译涡轮机构)是利用流体作为工作介质的一大类机械产品的通称。狭义上来理解,流体机械则专指流体叶轮机械,也称为透平机械,包括风机压缩机

机械工程领域中,涡轮机构是一门学科,主要探讨将存在于流体或是转动机件之能量的转换机械装置。换句话说,任何机械装置,只要可以撷取流体之动能位能内能变成机械能,或是将机械能转换成流体之动能、位能或内能的装置,就是涡轮机构。涡轮机构包含涡轮机压缩机,在涡轮机中,流体对机械作;而压缩机则是机械对流体做功。对于可压缩流体,这两种机械装置都建立于两个基础原理之上,其为牛顿第二定律欧拉能量方程。同时也是热力学流体力学的应用。

历史

最早的叶轮机械出现在工业革命之前,人类很早就会利用风能和水能来为生产和生活提供便利,比如:风车水车。最早的水泵,利用大气压原理进行抽水,通过不断旋转螺旋式的活塞,来抬高泵体内的水位。进入工业革命后,配备动力装置的风机和水泵开始广泛应用于工业和日产生活领域。现在各种叶轮机械的能耗是十分巨大的,中国大陆每年的发电总量有45%左右消耗在了叶轮机械上。所以开发高效率的叶轮机械产品,对于节约能源,保护资源具有非常重大的意义。

分类

叶片设计

无论是涡轮机还是压缩机,离心式或是轴式,涡轮叶片设计将是一大重点。无论叶片翼型的选择,进气(液)角、排气(液)角,叶片的数目都会影响该机械之性能及热效率。为避免共振,工程师大都会把叶片的数目设定在素数

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