第3章 压气机
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第3章压气机3. 1概述3. 2轴流式压气机转子3. 3轴流式压气机静子3. 4压气机防喘系统3. 5压气机附属装置3.6压气机主要零件的常用材料3. 7离心式压气机>功用:给气体做功,提高气体压力>主要指标:增压比、效率、可靠性、维修性、外廓尺寸和重量等。
>压气机基本类型:轴流式一WP6, WP8, WP7,WP13,斯贝离心式——WP5 混合式一ALF502根据转子的数目:单转子一WP6, WP双转子一WP7, WP13,斯贝三转子本课程主要研究轴流式压气机结构,对离心式和混合式只做一般介绍。
>轴流式压气机■转子:高速旋转对气流做功的组合件。
•低压转子双转子涡扇发动机中,低压转子就是风扇转子或风扇转子和低压压气机转子的组合•高压转子■静子•包括机匣和整流器单转子涡喷发动机中:进气装置、整流器机匣和扩压器机匣双转子压气机中:进气装置、整流器机匣、扩压器机匣分流机匣(将内、外涵道的气流分开)中介机匣(将气流由低压引入高压)中压压气机图3 ■“典型的三转子压气机鳥压压气机来自淇轮的中压轴传动低压釉传动来自涡轮的高压传动3. 2轴流式压气机转子3.2.1转子的基本结构形式>转子设计的基本矛盾■尺寸小、重量轻■转速高、负荷大■惯性力和力矩、气体力(轴向力和扭矩)>要求■可靠的强度和结构刚性■良好的定心、定位■传力、传扭可靠■良好的平衡性>基本结构形式:鼓式、盘式、鼓盘式3. 2轴流式压气机转子S 3. 5作用在压气机转子上的主要负荷肌一亀力;F,—机动芟行时的倾性力$ P*—•轴向力彳M(.—机动飞籽时的陀蚪力矩* 几一叶片的离心力]皿丁一转犷的扭矩* F K—转子质联的离心力(未标出)图玉6压气机转子的基本型式鼓式■ <b)fe式E (C加强的盘式$(d>鼓盘式3. 2轴流式压气机转子3.2.1转子的基本结构形式1 ■鼓式转子豉式转子(见图3.6(a))的基本构件是一圆柱形、橄榄形或圆锥形鼓筒(视气流通道形式而定八借安装边和螺栓与前■后半釉联接。
第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些?压气机类型优点缺点轴流式压气机增压比高、效率高、单位面积空气质量流量大、迎风面积小等。
结构复杂,零件数多,重量大。
成本高,维修不方便。
单级增压比低。
离心式压气机结构简单、零件数量少,成本低。
尺寸小、转子强度好,重量轻。
良好的工作可靠性。
稳定工作范围宽,维修方便。
单级增压比高迎风面积大。
效率低。
3.在盘鼓式转子中恰当半径是什么?在什么情况下是盘加强鼓?恰当半径:在盘鼓式转子中,随着圆周速度的增大,鼓筒和轮盘都会发生形变,这里有三种情况:一是在小半径处,轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形;二是在大半径处,轮盘的自由变形小于鼓筒的自由变形;三是在中间某个半径处,两者的自由变形相等。
对于第三种情况,联成一体后,相互没有约束,即没有力的作用,这个半径称为恰当半径。
在第二种情况下,实际变形处于两者自由变形之间,对于鼓筒,自由变形变小,轮盘则相反。
这种情况是盘加强鼓。
5.转子级间联接方法有哪些?转子级间联接方法有用拉杆联接、短螺栓连接和长轴螺栓连接等几种。
7.如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子?区分方法在于辨别转子的传扭方式。
鼓盘式转子靠鼓筒传扭,而加强的盘式转子主要靠轴来传扭。
9.风扇叶片叶身凸台的作用是什么?风扇叶片叶身凸台的作用:在叶片较长的情况下,为了避免发生危险的共振或颤震,叶身中部常常带一个减振凸台。
11.压气机机匣的功能是什么?压气机机匣是发动机的主要承力壳体之一,又是气流通道的外壁。
工作时,机匣承受静子的重力、惯性力,内外空气压差,整流器上的扭矩,轴向力,相邻组合件传来的弯矩、扭矩和轴向力等。
此外,机匣还承受着热负荷和振动负荷,传递支撑所受的各种载荷,如径向力、剪力和弯矩等。
13.列举整流叶片与机匣联接的三种基本方法。
一、在锻造的分半式机匣内,机匣壁较厚,整流叶片用各种形式的榫头直接固定在机匣内壁机械加工的特定环槽内。
二、整流叶片还可以通过焊接直接与机匣联接。
第三章压气机第一节概述第二节压气机转子第四节压气机静子第五节防冰装置、防喘装置等1. 组成及分类进气道、静子、转子、防喘系统、防冰系统。
分类:轴流、离心、混合。
(气流,结构)涡轮螺桨发动机涡轮轴发动机2.特点进口处:外物易打伤、结冰、腐蚀。
转速高:叶片根部、轮盘承受负荷极大,平衡要求高。
对空气做功:要求效率高、叶型设计叶片高而薄:易振动、高频疲劳。
3.要求解决的问题转子有足够的刚性和强度;抗外物打伤能力和包容能力强;防喘、减缓振动,避免共振;效率提高、重量轻、工作稳定可靠、寿命长、成本低。
4. 气流通道形式等外径设计能充分提高叶片切向速度,加大加工量。
以减少压气机级数。
切向速度受到强度的限制。
多在压气机前面几级使用。
F404低压风扇第一节概述等内径设计优点:提高末级叶片效率。
缺点:对气体加功量小,级数多。
等中径设计介于两者之间,一般均混合采用。
CFM56-5C高压压气机第二节轴流压气机转子1. 转子的基本结构2. 压气机工作叶片结构3. 压气机轮盘结构4. 转子平衡技术1. 转子的基本结构一、结构分类鼓式转子结构简单弯曲刚性好转速受到限制(低于200米/秒)。
大流量比发动机增压级多采用。
鼓式转子—斯贝MK-2021. 转子的基本结构一、结构分类盘式转子盘的强度好弯曲刚性差盘易产生振动盘式转子—PW4000加强盘式转子SPEY 低压压气机转子混合式转子恰当半径:盘的变形等于鼓的变形。
盘加强鼓:盘的变形小于鼓的变形。
鼓加强盘:盘的变形大于鼓的变形。
混合式转子1. 转子的基本结构二、转子的连结形式:短螺栓连接焊接的盘鼓混合式转子销钉连接转子长螺栓连接转子短螺栓连接转子焊接的盘鼓混合式转子销钉连接转子长螺栓连接转子AL-31F叶身叶型:亚音、超音。
叶尖切速:决定叶片的加功量。
宽弦:提高抗外物打伤能力,减振。
端弯叶片根部(榫头)根部(榫头)叶片和盘的连接部分并将叶片的离心力均匀加在盘缘上。
轴向燕尾型--广泛采用于风扇、压气机中。