!课程设计报告模板

沈阳航空航天大学课程设计专业班级学生姓名学号指导老师职称起止日期：年月日——年月日目录TOC\h\z\t"一级,1,二级,2,三级,3"851862198课程设计的目的和任务 课程设计的目的和任务一、课程设计题目_________________________________________________________________二、课程设计目的1）运用《燃气轮机原理》《燃气轮机设计》等课程所学知识，巩固并提高对轴流压气机工作原理和气动热力过程的理解；2）掌握多级轴流压气机通流部分方案设计的标准流程、核心方法与关键评判准则；3）培养综合考虑压气机气动性能、结构尺寸、强度约束与工艺性的初步设计能力；4）培养查阅资料、合理选择与分析数据的能力，提升数值计算与工程制图技能；5）培养严谨求实、认真负责的工程技术态度。三、主要工作要求和内容1）根据给定的设计参数，完成多级轴流压气机通流部分方案气动计算；2）撰写完整的《多级轴流压气机通流部分方案计算书》，包含原始数据、计算步骤、中间结果与最终参数；3）绘制压气机通流部分子午面轮廓图，标注主要结构尺寸；4）编写《多级轴流压气机方案设计说明书》，对通流形制选择、参数分配策略、设计结果进行分析与讨论。四、课程设计说明1）设计流程与总体要求本次方案设计应严格遵循指导书中所述的五个核心步骤依次进行:进排气道计算→第一级参数计算→末级参数计算→级数与加功量确定→逐级详细计算与通流尺寸链确定。设计过程是一个迭代优化的过程。在初步计算后，必须对关键参数（如马赫数、叶高、出口参数）进行校验，若不满足要求，需返回调整初始参数重新计算，直至获得合理、协调的方案。2）计算规范与标准所有热力计算与气动计算，均需以《多级轴流式压气机方案设计指导书》为根本依据。气动函数的使用至关重要。在计算涉及马赫数的静参数（静温、静压、密度）时，必须采用气动函数（λ函数）进行精确计算，或查阅气动函数表，不得使用近似公式替代。计算过程中涉及的经验系数（如端壁阻塞系数Kc、减功系数Kh、总压恢复系数σ等）需参考指导书中的推荐范围，并结合本级流动情况合理选取，并在计算书中注明选取理由。3）关键设计参数的选择原则第一级关键参数:第一级轮毂比d1、轴向速度c1a、圆周速度u1t(或平均直径相对马赫数Mwlm)的选择，必须在指导书表3-2给出的经验范围内，并综合考虑气动性能（流量能力、马赫数水平）结构强度（轮毂比对应力影响）的约束。未级关键参数:末级轴向速度C2a的选择必须保证计算得到的未级叶高Lz≥40mm,以满足效率要求，并与燃烧室进口低流速要求相匹配。级间参数分配:各级的绝热加功量had、反动度Ω、绝热效率η*的分配，应遵循气动规律：前几级取值较小以控制负荷；中间级达到最大值；末几级因叶高减小和轴向速度下降而适当降低。反动度宜从首级的~0.5平滑递增至末级的0.7~0.8。4）迭代校验内容与标准气动校验:第一级动叶进口相对马赫数Mw1必须小于0.85,确保级在亚音速或跨音速前端工作。几何校验:末级叶片高度Lz必须大于等于40mm,若未达到，需减小末级轴向速度C2a或重新评估通流形制。目标校验:最终计算得到的通流部分出口总压Pz*和总温Tz*必须与由原始数据(Ga,一致性校验:每一级计算出的平均直径Dm,i应与根据通流形制预估的直径相符，若差异显著，需用新直径重新迭代该级的全部气动计算。5）最终成果提交规范计算书:应参考指导书例题的表格形式(如表3-3-1,表3-3-2),采用表格化呈现。必须列出每一项的计算公式，并将公式中每一项符号所对应的具体数值代入公式，清晰展示计算过程与结果。设计说明书:不应是计算过程的简单重复，而应侧重于设计决策的论证、参数选择的分析、设计结果的讨论(如速度三角形分析、负荷分布合理性、效率评估)以及方案优缺点的总结。工程图纸:通流部分子午面轮廓图必须清晰、准确，包含机匣线、轮毂线，并标注所有级的轮毂直径、机匣直径和轴向位置。图纸可采用CAD绘制或手工绘制，但必须符合工程制图标准。五、原始设计参数大气压力：________________________________________大气温度：________________________________________空气流量：________________________________________总增压比：________________________________________总绝热效率：______________________________________转速：____________________________________________通流部分形制：____________________________________进排气形式：______________________________________六、设计依据及参考资料1）《轴流式压气机》(Horlock)2）《GasTurbineTheory》(Saravanamuttooetal.)3）《轴流压气机气动设计》(NASASP-36)4）《透平机械原理》（王仲奇、秦仁）5）《轴流式压缩机》（乐志成、吕文灿）6）教材第三章《多级轴流式压气机方案设计步骤》及相关表格、图表

课程设计说明书一、设计任务及摘要1)设计任务完成一台给定设计指标的多级轴流式压气机通流部分方案气动计算，绘制通流部分子午面轮廓图，并对设计过程和结果进行分析。摘要（本部分最后填写）本说明书旨在阐述一台基于给定参数（空气流量Ga=____kg/s，增压比

π二、关键设计参数的选择与论证1）第一级关键参数的选择第一级参数决定了压气机的径向尺寸和基本性能趋向。本次设计选择如下：第一级轮毂比

d1选择依据：该值在指导书推荐的______范围内，选择此值主要是为了在（A.减小压气机直径和重量/B.保证根部叶栅负荷不过大，提高可靠性）之间取得平衡。第一级轴向速度c1a选择依据：该值在指导书推荐的______m/s范围内，选择此值是为了（A.提高流量通过能力，减小直径/B.控制出口马赫数在合理水平）。第一级叶尖圆周速度u1t选择依据：经计算，此速度对应的第一级平均直径相对马赫数Mw2）末级与纵向参数分配策略末级轴向速度C2a,z选择依据：此值约为第一级轴向速度的____%，符合指导书中末级轴向速度下降的经验规律。主要目的是为了增大通流面积，确保末级叶高≥40mm，并与燃烧室进口低流速要求匹配。加功量与效率分配策略：前几级加功量较小，以控制马赫数和根部负荷；中间级加功量达到最大；末几级因叶高减小和轴向速度下降，加功量逐步降低。效率分配上前几级略低，中间级最高。反动度分配策略：从第一级的____左右，平滑递增至末级的____左右。这是因为随着流程推进，气体密度增大，体积流量减少，增加反动度有利于维持动静叶栅负荷的均衡。三、方案设计结果与分析1）总体设计方案概览经过系统计算与迭代，最终确定的方案主要总体参数如下：压气机级数

Z______级通流部分总绝热功

Had______第一级进口外径

D1t______第一级进口叶高

l1______末级出口外径

Dzt______末级出口叶高

lz______mm通流部分出口总压Pz*

_____通流部分出口总温Tz*____K（结论：与目标值____2)沿流程气动参数变化规律分析根据最终计算结果，将以下参数沿级数（从第1级到第Z级）的变化趋势，用一句话描述其“总体趋势”和“原因”。1.能量头系数

ψ：变化趋势：总体呈现____的趋势。原因分析：这是因为前几级为控制马赫数，加功量不宜过大；中间级气动条件最优，故加功能力最强；末几级因（A.叶高减小，端部损失增大/B.轴向速度降低），加功量有所回落。2.反动度Ω：变化趋势：从第1级的______逐渐______至末级的______。原因分析：这是一个典型的设计策略。随着气体被压缩，密度增加，体积流量减小，逐步增加反动度可以使动叶和静叶中的膨胀程度更加均衡，避免静叶负荷过重。3.轴向速度

ca变化趋势：总体保持______（稳定/略有下降）。原因分析：在等内径方案中，为维持通流面积与气体密度增加相匹配，叶片高度逐渐降低，轴向速度也相应（A.保持稳定/B.逐步下降），以满足连续方程。四、自我评价与改进方式1）设计方案的优点1.性能达标：本方案成功达到了所有核心设计指标，特别是出口参数与目标值高度吻合。2.参数合理：所有关键气动参数，如马赫数、反动度、叶高等，均在指导书推荐的合理范围内，保证了方案的可行性。3.（再找一个优点）例如：通流子午面轮廓光滑，无突变，有利于流动稳定性。2）设计方案的缺点与改进方向1.（找一个客观缺点）例如：未级时高为______mm，虽然满足要求，但数值偏小，可能导致未级效率略低于平均值。未来改进可尝试进一步降低未级轴向速度。2.（再找一个客观缺点）例如：本方案未考虑更复杂的通流形制（如组合式），可能限制了在重量和性能上进一步优化的潜力。未来可对比等外径方案进行优化。五、结论本课程设计成功完成了一台等多级轴流式压气机的通流部分方案设计。通过严格遵循标准设计流程和多次迭代校验，最终确定了一个包含______级的可行方案。该方案满足了所有给定的性能指标，且气动参数分配合理，通流形状光顺。设计过程深化了对轴流压气机工作原理和设计方法的理解，达到了课程设计的预期目的。

课程设计计算书一、进排气道的计算序号名称符号单位公式或由来计算结果1进气管总压恢复系数（包括进气导叶）σin-2第一级工作叶栅前滞止压力p*1Pa3第一级工作叶栅前滞止温度T*1K4排汽管总压恢复系数（包括排气扩压器）σc-5压气机出口滞止压力p*cPa6通流部分（末级）出口滞止压力p*zPa7通流部分（末级）出口滞止温度T*zK二、第一级进口平均直径上气流及几何参数计算序号名称符号单位公式或由来计算结果1轮毂比-2轴向速度c1amm/s3外径上圆周速度u1tm/s4相对气流马赫数Maw1m-5临界音速a1m/s6相对气流速度w1mm/s7圆周速度u1mm/s8周向绝对分速c1umm/s9绝对速度c1mm/s10折合速度λ-11绝热指数k-12气动函数τ(λ)-13气动函数π(λ)-14气动函数ρ(λ)-15气体静温T1K16气体静压p1Pa17气体静密度ρ1mkg/m318绝对气流方向α1m゜19第一级进口轴向通流面积A1m220第一级进口轴向通流外径D1tm21第一级进口轴向通流内径D1hm22第一级进口轴向通流叶高l1m三、末级出口平均直径上气流及几何参数的计算序号名称符号单位公式或由来计算结果1外径或内经Dzt或Dzhm2轴向速度czam/s3临界声速azm/s4折合速度λz-5绝热指数kJ/(kg.K)6气动函数τ(λ)-7气动函数π(λ)-8气动函数ρ(λ)-9气体静温TzK10气体静压pzPa11气体静密度ρzkg/m312末级出口轴向通流面积Azm213末级出口内径Dzhm14末级出口外径Dztm15末级出口叶片高度lzm四、选择级平均加功量，决定级数序号名称符号单位公式或由来计算结果1平均温度TaveK2绝热指数k-3以静参数计及的多级加功量HadJ/kg4以静参数计及的多级绝热效率ηad-5第一级动叶内径上叶栅稠度-6第一级动叶内径上速度比-7第一级动叶内径上周向分速差m/s8第一级加功量h1J/kg9第一级绝热效率ηad1-10第一级绝热加功量had1J/kg11平均级绝热加功量（估计值）hadmJ/kg12重热系数（估计值）a-13级数Z-14平均级绝热效率ηadm-15无穷级数时重热系数a∞-16重热系数校核值a-17平均级等熵加功量hadmJ/kg五、各级平均直径上气动参数计算与通流部分尺寸的确定序号名称符号单位公式或由来计算结果第一级第二级第三级第四级第五级第六级1滞止绝热加功量h*adiJ/kg2滞止绝热效率-3反动度Ωi-4动叶进口轴向速度c1aim/s5减功系数kh-6实际加功量hiJ/kg7动叶进口滞止压力p*1iPa8动叶进口滞止温度T*1iK9动叶进口平均直径D1im10动叶进口圆周速度u1im/s11动叶进口气流周向分速c1u1m/s12动叶进口气流绝对速度c1im/s13动叶进口绝热指数k-14动叶进口临界声速a1im/s15动叶进口折合速度λ1i-16动叶进口气动函数τ(λ1i)-17动叶进口气动函数π(λ1i)-18动叶进口气动函数ρ(λ)-19动叶进口静压力p1iPa20动叶进口静温度T1iK21动叶进口静密度ρ1ikg/m322-KG-23动叶进口轴向通流面积A1im224动叶进口内经D1him25动叶进口外径Ditim26动叶进口平均直径D1im27动叶进口绝对速度方向α1i(°)28动叶进口相对速度方向β1i(°)29动叶进口相对速度w1im/s30动叶进口相对速度马赫数Maw1i-3