项目（任务）

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1、项目（任务）压气机喘振授课班级授课教师地点课时/累计审批/日期发动机1602、1604王林林1-2062/30授课周次9、10课程类型理论课教学方法讲授教学目标知识目标能力（技能）目标掌握喘振的常见现象知道如何消除发动机的喘振重难点及解决方法重点：压气机喘振现象难点：压气机喘振原理解决方法：详细讲解、讨论能力训练任务及案例客服喘振在实际工程中的意义咳嗽时如何产生的教学回顾如何提高压气机的功教学过程设计：回顾上节课内容:如何提高压气机的功。介绍喘振现象。介绍喘振危害。提问：压气机喘振和什么有关？用咳嗽类比观看发动机喘振视频。提问：喘振危害是否

2、会对发动机性能产生影响。如何克服发动机喘振小结本节课内容。布置下节课内容。压气机喘振1、喘振现象喘振是透平式压缩机（也叫叶片式压缩机）在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式，喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害。当压气机空气流量减小使动叶攻角增大到临界攻角附近时，动叶中的某几个叶片可能首先发生分离。在这些出现分离区的叶片前面出现明显的气流堵塞现象。这个气流区使周围的流动发生偏转，从而引起上面叶片攻角增大并分离。同时下面叶片的攻角减小并解除分离使分离区相对于叶片向上传播。因此失速区就朝着与叶

3、片旋转方向相反的方向移动。这种移动速度比圆周速度要小，站在绝对坐标系上观察时，失速区以较低的转速与压气机叶轮做同方向的旋转运动，称为旋转失速.如果失速的叶片过多会导致压气机喘振。喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的振荡现象。微弱的喘振听不到声音，但强烈的瑞振会发出低沉的声音，严重时放炮;压力、转速等参数大幅度波动;推力杆失去控制;振动加大;气流中断而发生熄火停车。2、喘振原因喘振的根本原因是由于气流攻角过大，在叶背处发生分离而且这种气流分离扩展到整个叶栅通道。此时压气机叶栅完全失去扩压能力，不能将气流推向后方，克服后面较强的反压

4、，于是流量急剧下降。由于动叶叶栅失去扩压能力，后面的高压气体可能倒流至前面。压气机后面的反压降的很低，整个压气机流路这一瞬间变得通畅。由于压气机仍保持原来的转速，大量的气流被重新吸入压气机，流入动叶的气流出负攻角很快增加到设计值，压气机后面也建立起高压气流，这是喘振过程中气流重新吸入状态。然而发生喘振的流动条件没有改变，随着压气机后面的反压不断升高，压气机流量叉开始减小，过程重复。3、压气机喘振物理过程工作时，由轴带动转子叶片高速旋转，空气在经过高速旋转的动叶叶片时被加速，同时在动叶中叶栅通道由窄变宽，使空气与动叶的相对速度变小，其相对动能

5、就会被被转化成压力能，而动叶叶片是在高速运动的，空气与动叶的相对速度变小就意味着绝对速度增加，被加速的空气通过动叶后进入静叶，又被静叶减速，在通过静叶时，空气的动能减少了，但能量是守恒的，减少的动能变成了气体的压力能，即通过静叶时减速增压，之后进入下一级动叶又被加速扩压，而下一级的静叶又使空气减速增压，这样经过多级动叶和静叶，空气总压可以上升二三十倍。但是如果动叶的转速过快，就会在动叶的叶背处产生气流分离（动叶转速是否过快是由压气机进口气压，进口气流速度，空气流量和发动机转速等多种因素决定的，因此不存在转速超过某个定值就一定会发生分离），当

6、气流分离严重时，动叶将失去扩压能力，即无法将气流压向后方，而压气机中的气压都是后面级高于前面级，无法将气流压向后方，就意味着后面的高压气体将倒流到前面，而高压气体一旦倒流到前面，后方的气压就减小，此时动叶又可以将空气压向后面级（因为此时后面级气压变小了），但此时动叶依然没有恢复正常工作时的扩压能力，一旦将空气压向后面级导致后面级气压增大，后面的高压气体又会向前倒流，接着后方气压减小，空气又被压回后面级，如此陷入一个恶性循环。这就是喘振，形象的说就是发动机咳嗽了。所以发生喘振时，气流会沿压气机轴向发生低频率（几赫兹到十几赫兹）高振幅的气流震荡

7、，这种低频率高振幅的气流震荡会带动压气机的叶片产生强烈的震动，使叶片在短时间内发生严重损坏甚至断裂。更危险的是燃烧室火焰逆流，这种情况是由于压气机喘振太剧烈，导致后方的燃烧室的高温燃气倒流进压气机，使本应在燃烧室里燃烧的火焰从压气机喷到了发动机前面，即便这样过程只持续零点几秒，乱窜的高温火焰也足以烧坏压气机的所有叶片导致发动机报废。所以任何工作状态下都要极力避免压气机进入喘振状态。防喘措施：1、改变压气机空气流量，改变C1a，具体措施就是压气机中间级放气。2、改变气流预旋量的大小，改变C1u，具体措施就是调整导向叶片和整流叶片。3、改变转速

8、，即改变u，使之与C1a相对应。采用双转子或三转子。现代飞机常采用双转子，三转子有罗罗的rb199，工业顶级。