轴流压气机原理教学课件PPT.ppt

叶轮机械原理 第三章 轴流压气机工作原理,叶轮机械原理 第三章 轴流压气机工作原理,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,压缩过程的热力学图示表征,T-S图,h-S图,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,滞止等熵效率Isentropic efficiency,等熵压缩功,实际压缩功,滞止等熵效率计算式,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,结构参数,1、外径 2、轮毂直径（内径） 3、轮毂比 4、径向间隙 5、轴向间隙,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,级的参数变化及热力过程焓熵图,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,平面基元级,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,基元级的局限性：,1、无法考虑端部损失； 2、径向参数的不均匀性； 3、多级匹配问题； 4、周向参数不均匀的问题,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,基元级速度三角形及主要参数 速度三角形（velocity triangles）的组成,C: 绝对速度 W：相对速度 U：牵连速度,叶轮机械原理 第三章轴流压气机的工作原理,决定速度三角形的主要参数 1、进口轴向分速度C1a 2、进口切向分速度C1u 3、圆周速度U 4、扭速WU （CU）,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,基元级轮缘功（理论功、轮周功）,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,轮缘功的表达式： 1、欧拉方程第一表达式：,（1）、式中 和 常称为扭速，计算所得的比功Lu常称为理论功或理论加功量。 （2）该式清楚池表明：基元级中加给气体的理 论功与动叶栅的圆周速度和气流流过叶栅时的扭速成正比。 （3）在国际单位制，轮缘功的单位是Jkg,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,2、欧拉方程第二表达式：,（1）、给气流加入功叶栅中的气流动能必然发生变化，也就是加工量体现在气流动能的变化上。 （2）三项的意义分别是：相对动能的变化量（动叶静压的升高）、绝对动能的变化量（为静叶静压升高做准备）、离心力做的功。,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,基元级中静叶作用,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,基元级反动度：,气流流过基元级时动叶、静叶都对气流有增压作用，总的静压升高确定后静压升高在动叶和静叶的分配对基元级的加功量和效率有较大影响。,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,反动度定义：,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,现在航空发动机反动度0.50.7,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,运动反动度的定义：,由机械能形式的能量守恒方程有：,由静叶能量守恒方程有：,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,反动度的表达式可写为：,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,基元级热力过程,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,多级轴流压气机是由多个单级压气机串联组成，而其中每一个单级压气机又是由很多个基元级沿叶高叠加而成。 压气机是通过无数个基元级实现对气体的加功和增压，基元级构成了轴流压气机的基础。,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,设计压气机从设计压气机的基元级开始，而设计基元级又是从确定基元级的气动参数开始。 速度三角形中的主要参数对压气机基元级的加功、增压和低流阻损失等性能有着重要的影响。,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,圆周速度u的选取,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,轴向速度Ca的选取,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,预旋的影响,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,基元级的无因次参数和无因次速度三角形,基元级的无因次参数有：运动反动度量、流量系数和能量头系数等。关于运动反动度已在上面讲过，下面只介绍其它两个参数 一、流量系： 流量系数是气流轴向分速与圆周速度的比值它表示着压气机的通流能力。,式中：V气体的容积流量， F垂直轴向的环形通道面积。 当流量一定时， 值大小直接影响通流面积。如果要求压气机迎风面积小， 应取的值大。对轴流式压气机的平均半径基元级，一般= 05一O75,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,叶轮机械原理 第三章轴流压气机基元级理论,二、能量头系数（载荷系数） 能量头系数定义为：理论功(理论能量头)与圆周速度平方之比它是衡量级加功量的一个重要参数。,由于叶片和轮盘的应力取决于u2，因此上式是从强度观点衡量级负荷的一个尺度。也称为扭速系数。,在实际压气机中，沿半径各基元级的不同，变化范围一般为： =0.2一1.0， 平均半径处，一般=0.4一0.6,叶轮机