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压气机知识

压气机的特性认识

通过这学期的课堂学习和近段时间课下查资料学习,使我对压气机的知识有了一定的了解和认识。压气机是燃气涡轮发动机的重要部件之一,它的作用是给燃烧室提供经过压缩的高压、高温气体。根据压气机的结构和气流流动特点,可以把它分为两种主要型式:轴流式压气机和离心式压气机。

首先,我们了解下轴流压气机的结构和工作特性。轴流式压气机由两大部分组成,与压气机旋转轴相联接的轮盘和叶片构成压气机的转子,外部不转动的机匣和与机匣相联接的叶片构成压气机的静子。转子上的叶片称为动叶,静子上的叶片称为静叶。每一排动叶和紧随其后的一排静叶构成轴流式压气机的一级。

压气机的效率高,说明压缩过程中的流阻损失小,实际过程接近理想过程。或者说,压气机效率愈高,达到相同增压比时,所需要外界输入的机械功愈少。目前,单级轴流压气机的绝热效率可以达到90%以上,高增压比的多级轴流压气机的绝热效率也可以达到85%以上。

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,且每级的工作原理大致相同,因此我们可以通过研究压气机
的一级来了解其工作原理。轴流压气机的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。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(如图1-1),在二维平面上研究压气机基元级的工作原理。

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,且每级的工作原理大致相同,因此我们可以通过研究压气机的一级来了解其工作原理。轴流压气机的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。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(如图1-1),在二维平面上研究压气机基元级的工作原理。

压气机知识

图1-1展开成平面的基元级

速度三角形在研究压气机工作特性中有着重要的作用。将动叶进口和动叶出口的速度三角形叠加画到一起,就可以得到基元级的速度三角形,如图1-2(a)所示。在一般亚声速流动的情况下,气流经过基元级的动叶和静叶后,绝对速度的周向分量Cu和相对速度的周向分量Wu变化比较大,而绝对速度的轴向分量Ca和相对速度的轴向分量w a变化不大,可近似地认为Ca1=Ca2=Ca3。这样,基元级的速度三角形可进一步化简为图1-2(b)所示形式。通过速度三角形我们就可以对压气机中气体流动情况进行分析。

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