平面叶栅特性课件.ppt

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1、叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用我们已经对压气机基元级的工作原理作了分析，得到了基元级速度三角形。接下来的问题是如何设计正确的叶栅几何形状，使之在尽可能小的损失的情况下，实现气流的设计流动过程，得到性能良好的基元级。本章的主要内容包括：1、叶型和平面叶栅的几何参数2、平面叶栅的气动参数3、平面叶栅的实验研究4、叶栅效率及受力分析叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用叶型和平面叶栅的几何参数叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶

2、栅实验及应用一、叶型的几何参数平面叶栅是由很多个几何形状相同并按照一定要求和相隔一定距离排列起来的叶型组成的，现讨论由哪些几何参数来确定叶型。叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用1、中弧线：叶型内切圆中心的联线为中弧线，简称中线。2、弦长b：中弧线与叶型型线的前后缘分别相交于A和B。A和B两点连线叫弦，弦的长度以b表示，简称弦长。3、最大挠度（fmax）及其相对位置：中线到弦的最大距离称为中弧线的最大挠度，此点距前缘的距离为a。叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用4、最大相对厚

3、度及其相对位置e：叶型的最大厚度用cmax表示，它与前缘的距离为e，应该用相对值来表示它们的特征。5、叶型前缘角X1和后缘角X2：中线在前缘点A和后缘点B处的切线与弦的夹角。6、叶型弯角：弯角等于前缘角与后缘角之和，它表示叶型弯曲的程度，值越大，则叶型弯曲越厉害。7、叶型型面坐标：叶型的型面通常用坐标来表示。亚声基元级的叶型坐标通常是选定的原始叶型（由风洞吹风试验获得的最佳对称叶型厚度沿弦长的分布）覆盖在确定的中线上获得的。叶型的凸面又称吸力面或叶背，叶型的凹面又称压力面或叶盆。叶轮机械原理——第四章轴流

4、压气机平面叶栅实验及应用二、原始对称叶型及中弧线1、原始对称叶型叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用原始叶型：叠加到弯曲中线之前，叶型厚度沿弦长的分布。叶型中线与原始对称叶型配合应用。NACA是给出中线的坐标和斜率，其它用圆弧或抛物线给出。叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用2、中弧线（1）圆弧中弧线叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用2、椭圆中弧线叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用二、叶栅中决定叶型位置的几何参数把叶型排成叶栅时，也有一定的要求。

5、决定叶栅的几何参数有以下几个：叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用1、叶型安装角βy：表示叶型在叶栅中的安装位置。它是叶型的弦与额线的夹角，额线就是联结所有前缘A点的直线。2、叶距（或称栅距）t：两相邻叶型对应点之间沿额线方向的距离。在叶型几何参数已经确定的情况下，有了叶型安装角βy和栅距t则叶栅几何参数便完全确定了。但是，在实践应用中，下面两个参数应用更直接、更方便，因而应用更多。叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用3、叶栅稠度τ：稠度τ等于弦长和栅距t的比值，即τ=b/t，

6、表示叶栅相对稠密的程度，也叫叶栅实度。4、几何进口角β1k和几何出口角β2k：分别是中弧线在前缘点A和后缘点B处的切线和额线的夹角。它们可由叶型的前后缘角X1和X2以及安装角βy计算出来。这两个角度是确定气流在叶栅进口处和出口处方向的参考基准。叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用§5.2平面叶栅的气动参数叶栅流场中每一点的流动参数都不相同。但是从总体或从平均意义上来看，可以沿额线方向在一个栅距内取平均值，用以代表叶栅的远前方和远后方完全均匀的气动参数。用1-1截面表示栅前，2-2截面表示栅后

7、，并对气动参数标以注脚“1”或“2”，则一个叶栅有下列基本气动参数：叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用平面叶栅的气动参数叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用在上述平面叶栅气动参数中：有的表征来流特征，例如马赫数和进气角；有的表征气动参数和叶栅几何参数的关系，例如攻角和落后角；有的气动参数则表征叶栅气动性能，例如气流转角和增压比以及损失系数，前者表征叶栅作功潜力和扩压能力，后者直接影响叶栅效率。上述气动参数之间还存在着密切的关系，平面叶栅实验研究正是研究具有不同几何特征的叶栅在

8、不同的来流条件气动性能。叶轮机械原理——第四章轴流压气机平面叶栅实验及应用为了运用上述几何参数合理地设计出叶栅通道，以保证预期的速度三角形的实现，就需要了解平面叶栅中气流流动的物理图画，以便能够进一步分析几何参数对于流动过程的影响。现在以图所示的平面叶栅为例，来研究气体流过叶栅的物理图画。设此叶栅前方来流马赫数Ma1为0.8左右，出口马赫数Ma2为0.6左右，来流平行中弧线前缘处的切线，大体上近似于设计状况的气流方向。二、平面