03轴流式压气机b特性

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1、第三章轴流式压气机原理和结构第二节轴流压气机的工作特性2021/6/191轴流式压气机的工作原理压气机的特性曲线压气机的喘振及防喘措施轴流式压气机的结构2021/6/192第二节轴流压气机的工作特性一、单级轴流压气机特性二、多级轴流压气机特性三、压气机通用特性四、压气机的不稳定工况与扩稳五、压气机相似准则2021/6/193一、单级轴流压气机特性在一般的情况下，压气机的工作状况是由进口压力Pa*、进气温度、转速n和流量等四个独立变量决定的。在进气条件一定和转速不变的条件下，压气机的压比、效率随流量变化的关系通常称为

2、压气机的流量特性。用曲线表示这些参数之间的关系称为特性曲线。2021/6/1941.单级压气机特性曲线的变化规律分析大流量工况小流量工况设计点工况2021/6/1952.单级轴流式压气机的流量特性（1）随着压气机流量Gv的减少，πC＊起初升高，然后下降。每条特性线的高压比点将特性线分成左、右两支。右支对应随Gv减少时压比增加的情况，左支则对应随Gv减少时压比下降的情况。2021/6/196（2）当流量Gv减少到一定值时压气机的工作进入不稳定工况区，即进入喘振区。每个转速下的流量特性线都有自己产生喘振时的最小流量Gvm

3、in。各转速下喘振流量点之联线称为喘振边界线。2021/6/197（3）随着压气机转速的升高，流量特性线变得陡直。2021/6/198（4）在一定的转速下，当Gv增加到某一值时，压比和效率均急剧下降。这表明，Gv的增加是有一定限度的，我们把这个现象称为压气机的“阻塞”。在不同的转速下，发生“阻塞”的Gv是不同的。2021/6/1993.单级压气机的实验特性曲线亚声速压气机超跨声速压气机2021/6/19101.为什么压气机级数远大于透平？要使每级压比增大加大气流折转角加大Δu叶片弯曲程度加剧叶片背弧处易发生边界层分离

4、压气机易喘振二、多级轴流压气机特性2021/6/1911由于轴流式压气机的单级增压能力是有限的，特别是亚音速级，每级增压比只有1.15—1.3，最高也不大于1.4（超音速级可以高一些），所以，工业燃气轮机均采用多级式轴流压气机，使压比高达17—30。2021/6/19122.多级轴流压气机在非设计工况下级间的不协调性若工作压比高于设计值，此时流道收缩太慢，轴向速度逐级加速变小；第一级第二级末级若工作压比低于设计值，此时流道收缩太快，轴向速度逐级加速变大。2021/6/19132021/6/19143.四类非设计工况分

5、析之一（一），在设计转速，工作点位于红点处。此时流量大于设计值，压比小于设计压比。第一级流量系数大于设计值，由于各级压比小于设计值，导致后面级流量系数加速放大，并容易出现堵塞。这也是多级压气机的特性线要更陡峭一些的原因。2021/6/1915目前燃气轮机中采用的压气机，由于设计工况下的压比较大，流向动叶片的气流相对速度已经很大，增大空气流量（变工况）时，在流道的喉部截面（最小截面）上速度很快达到局部声速而“阻塞”。2021/6/1916四类非设计工况分析之二（二），在设计转速，工作点位于红点处。此时流量小于设计值，压

6、比大于设计压比。第一级流量系数小于设计值，由于各级压比大于设计值，导致后面级流量系数加速变小，此时容易出现喘振。2021/6/1917四类非设计工况分析之三（三），在中低转速，工作点位于红点处。此时流量小于设计值，压比小于设计压比。第一级流量系数远小于设计值，由于各级压比小于设计值，导致后面级流量系数加速放大。这就是压气机在中低转速容易出现前喘后堵的原因。2021/6/1918四类非设计工况分析之四（四），在超转的情况下，工作点位于红点处。此时流量大于设计值，压比也大于设计压比。第一级流量系数大于设计值，由于各级压比

7、大于设计值，导致后面级流量系数加速变小。此时容易出现前堵后喘的情况。2021/6/19194.多级轴流式压气机的流量特性（1）多级压气机的特性曲线较陡，流量变化范围也较窄，尤其在高转速情况下，流量的微小改变都会引起压升比很大的变化。2021/6/1920（2）多级轴流式压气机中的喘振可以在压比特性曲线的右支上发生，实验时得不到这些曲线的左支。这是由于减少空气流量时，喘振不是在所有各级中同时出现，而只是在少数几级中出现。这时，其余各级还在特性曲线的右支部分工作，即在空气流量减少、压气机压升比增加的部分工作。2021/6

8、/1921什么是“特性曲线”？为什么要使用通用特性曲线？三、轴流压气机通用特性曲线2021/6/19221.压气机通用特性实验测量截面的布置测量参数的获得流量的调节反压的建立换算特性特性曲线的绘制2进口集流器；3流量管壁面静压孔；5进口导叶；6压气机转子；8压气机静子；9压气机出口总压梳；10出口总压耙；11异步交流电动机；12排气管道；13流