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2023-08-20
建筑及空调风机工程设计、使用与维修的相似条件
【摘要】：几何相似 这是指模型与实物的几何形状相同，对应的线性长度比为一定值，对应角度相等。几何相似是运动相似的先决条件。根据气体流动的气动热力过程及能量传递过程的相似要求，两个通风机的气流过程相似条件可归结如下：几何相似、叶片进口的速度三角形相似、雷诺数相等。下面将证明只要满足上述相似条件，两个通风机一定是相似的。
根据相似理论，要保证气体流动过程相似必须满足几何相似、运动相似、动力相似。
（1）几何相似 这是指模型（以下标“M”表示模型）与实物的几何形状相同，对应的线性长度比为一定值，对应角度相等。
β2=β2M，β1=β1M，Z=ZM对应面积之比为线性长度比的平方，如离心通风机叶轮出口面积比：
严格来说，几何相似还应保证流道表面的粗糙度、叶片厚度，以及叶轮与机壳的间隙相似。对于通风机，这些尺寸的相似与否对通风机性能影响不大，故一般不予考虑。
（2）运动相似 当流休流经几何相似的模型与实物时，其对应点的速度方向相同，比值保持常数，称为运动相似。
即对应点的速度三角形相似，对应气流角相等，β1=β1M、β2=β2M、α1=α1M。几何相似是运动相似的先决条件。
（3）动力相似 这是指作用于运动相似的流体各对应点的同类力方向相同，大小之比等于常数。对于通风机内的流体，作用于流体上的力主要有惯性力FI，粘性力FR、总压力p及重力G。使这四种力都满足相似，十分困难，由牛顿定律：三力中只要有两力成比例则第三力必成比例。因此，一般只要保证起主导作用的两种力相似即可。
模型与实物的雷诺数相等，保证了粘性力的相似。
又因
故有
经变换后得
Eu为欧拉数，它表示压力与惯性力之比。模型与实物的欧拉数相等保证了压力相似。
在气体流动中可以不计重力的作用，又因气体的压力低，而且变化又小，故也可以不考虑弹性力的影响，即不考虑气体的可压缩性。若保证了内摩擦力、压力相似也就使外力相似。又因外力与内摩擦力、压力组成封闭的力三角形，而运动相似必然要求外力方向相同，大小成比例，所以只要Re数对应相等，即内摩擦力成比例，且方向相同，在力三角形中，其中两边成比例方向对应相同，两个力三角形必然相似，则代表压力的一边就一定成比例，故欧拉数相等，在流动动力相似时也随着满足，因此通风机的动力相似就是雷诺数相等。
根据气体流动的气动热力过程及能量传递过程的相似要求，两个通风机的气流过程相似条件可归结如下：几何相似、叶片进口的速度三角形相似、雷诺数相等。下面将证明只要满足上述相似条件，两个通风机一定是相似的。
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2023-08-20
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2023-08-20
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2023-08-20
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2023-08-20
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2023-08-20
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2023-08-20
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2023-08-20
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