叶轮机械原理 第三章(1).ppt

第三章轴流压气机的工作原理 第一节轴流压气机的增压比和效率 压气机的增压比定义 压气机的总增压比发展历程 第三章轴流压气机的工作原理 第三章轴流压气机的工作原理 压气机的绝热效率定义 第三章轴流压气机的工作原理 用热焓形式能量方程 绝热条件 等熵过程的气动关系式和 第三章轴流压气机的工作原理 第二节轴流压气机的基元级和基元级的速度三角形 高增压比的轴流压气机通常由多级组成 其中每一级在一般情况下都是由一排动叶和一排静叶构成 并且每级的工作原理大致相同 可以通过研究压气机的一级来了解其工作原理 第三章轴流压气机的工作原理 用两个与压气机同轴并且半径相差很小的圆柱面 将压气机的一级在沿叶高方向截出很小的一段 这样就得到了构成压气机一级的微元单位 基元级 第三章轴流压气机的工作原理 基元级由一排转子叶片和一排静子叶片组成 它保留了轴流压气机的基本特征 因非常小 气体在基元级中流动其参数可以认为只在沿压气机轴向和圆周方向发生变化 在圆柱坐标系下 这样的流动是二维流动 第三章轴流压气机的工作原理 为研究方便 可将圆柱面上的环形基元级展开成为平面上的基元级 C w u 第三章轴流压气机的工作原理 简化速度三角形 第三章轴流压气机的工作原理 只需要确定 和四个参数 则简化形式的基元级速度三角形就完全确定了 称为扭速 在气流沿圆柱面流动的情况下 可得到 第三章轴流压气机的工作原理 第三节基元级中动叶和静叶的作用及基元级的反力度 一 基元级中动叶的作用压气机通过动叶驱动气体流动完成对气体作功 将外界输入的机械功转变成气体的热能和机械能 只要动叶对气体作了功 则一定有 第三章轴流压气机的工作原理 亚声速基元级工作原理 第三章轴流压气机的工作原理 超声速基元级工作原理 第三章轴流压气机的工作原理 无论是超声速还是亚声速基元级 动叶对气体的加工都是通过改变气流绝对速度的周向分量并使 实现的 而气流流过动叶后静压升高则都是通过减小气流的相对速度实现的 只是超声速基元级和亚声速基元级在加功和增压的方式上有一些差别 第三章轴流压气机的工作原理 基元级中动叶的作用 1 加功 2 增压 第三章轴流压气机的工作原理 二 基元级中静叶的作用 第三章轴流压气机的工作原理 静叶将气流的方向重新偏转到接近轴向方向 为下一级的动叶提供合适的进气方向 静叶的气流通道沿流向是扩张的 亚声速气流在扩张的静叶流道中进一步减速和增压 基元级中静叶的作用 1 导向 2 增压 第三章轴流压气机的工作原理 气体流经压气机级的参数变化 第三章轴流压气机的工作原理 三 基元级的反力度 气流流过压气机基元级时 动叶和静叶都对气流有增压作用 当基元级总的静压升高确定后 就存在静压升高在动叶和静叶之间的分配比例问题 基元级的静压升高在动叶和静叶之间的分配情况 对于基元级对气体的加功量和基元级的效率有较大的影响 第三章轴流压气机的工作原理 反力度定义 通常 可以认为基元级出口绝对速度的大小和方向都十分接近于基元级进口的绝对速度 即 反力度的物理意义 动叶中的静压升高占整个基元级静压升高的百分比 第三章轴流压气机的工作原理 现代航空发动机压气机基元级的反力度 0 55 0 70 0 5 0 0 第三章轴流压气机的工作原理 如果反力度过低 则气体通过动叶后静压升高不多 表明动叶加给气体的机械能主要是动能 这样动叶出口的速度就会很大 而且方向也很斜 这样会加大静叶