航空发动机的喘振ppt课件

发动机的喘振,作者：ZZ,目录,喘振的预防和控制,喘振的概述,喘振的发生机理,1,3,2,一、喘振的概述,概述,航空发动机是飞机的心脏, 而发动机的喘振问题一直制约着涡轮发动机的发展, 影响发动机的性能, 甚至造成发动机的严重损坏，是发动机的所有故障中最有危害性的一个，是对民用客机安全以及整个航空事业发展的巨大威胁。,飞机发动机喘振是指发动机压气机的喘振,定义,压气机喘振是指非正常工况下气流沿压气机轴线方向发生的低频率（通常有几赫或十几赫）、高振幅(强烈的压强和流量波动)的气流振荡现象。,一、喘振的概述,喘振的现象,发动机的声音由尖哨转变为低沉； 发动机的振动加大； 压气机出口总压和流量大幅度的波动； 转速不稳定，推力突然下降并且有大幅度的波动； 发动机的排气温度升高，造成超温； 严重时会发生放炮，气流中断而发生熄火停车。,目录,喘振的预防和控制,喘振的概述,喘振的发生机理,1,3,2,喘振的发生机理,基元级速度三角形,r,喘振的分析,Ca 空气的轴向分速度;C空气的绝对速度，u压气机叶轮的圆周速度;空气对压气机叶轮的相对速度; i 攻角。,流量系数,喘振的发生机理,正常工作状态,Ca = Ca这时气流相对速度方向与叶轮的叶片前缘方向基本一致攻角为零(i=0),不会出现气流分离现象。,喘振的发生机理,非工作状态1,Ca Ca此时相对气流的方向偏离了叶片前缘的方向。 这时,气流将冲向叶片凸面(背面) ,形成负攻角( i 0)。 如果负攻角较大, 则在叶片的凹面将出现涡流, 发生气流分离现象,如图1( c)。,不会发生喘振,喘振的发生机理,非工作状态2,Ca 0)。 如果正冲角较大,在叶片凸面就会发生气流分离现象。,喘振,喘振的发生机理,结论,当流量系数大于或小于设计值时,在涡轮发动机压气机进口处会产生气流分离现象。 流量系数过大所形成的涡流区不会继续扩大。 流量系数过小时所形成的涡流区则会继续扩大,从而在叶轮旋转的作用下,产生强烈的分离,引起喘振。,说白了喘振也就是由于压气机在非设计状态下工作时，叶栅上气流分离，使流动不畅，造成气流流动时而堵塞时而通畅的周期往复性振荡现象。,喘振的发生机理,目录,喘振的预防和控制,喘振的概述,喘振的发生机理,1,3,2,喘振边界,喘振的预防和控制,防喘,为保证涡轮发动机在所有瞬态和稳态工作条件下都不发生喘振, 就需要从改进发动机结构设计和设计防喘控制系统入手,使涡轮发动机有较大的喘振裕度,防喘措施,1、采用双转子或三转子结构。 压气机工作状态偏离设计值时,双转子或三转子发动机的高低压转子会自动地调整转速,用通过改变动叶的切线速度的办法来改变工作叶轮进口处气流的相对速度方向，以减小攻角，达到防喘的目的。,喘振的预防和控制,防喘措施,2、压气机中间级放气。 当打开放气系统时，由于减少了空气流路的阻力，所以位于放气系统之前的压气机级的空气流量就增加了。因而前面级的轴向速度就增大，气流攻角减小，从而避免发生喘振保持稳定工作。,喘振的预防和控制,防喘措施,3、进口可转倒流叶片和可转整流叶片 通过改变导向器叶片角度来改变工作叶轮进口处的绝对速度方向，也就是预旋量，从而改变工作叶轮进口处的相对速度方向，以减小攻角，达到防喘的目的。,喘振的预防和控制,其它防喘措施,4、压