燃气轮机教学课件10-压气机5.ppt

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1、3-4压气机级中的能量损失（一）外部损失（1）轴承的机械摩擦损失；（2）外气封的漏气损失。——用机械效率m表示。——会增加压气机的功率，但不会影响气体的状态。对于整台压气机而言:（二）内部损失在气体流动过程中产生的摩擦阻力和涡流损失，使部分有用功变为无用的热能，使压气机的功率增加，又会改变气体的状态。（1）通流部分中的摩擦阻力和涡流损失；（2）级内的漏气损失；（3）转盘或转鼓端面与气流的摩擦损失；（4）出口速度损失（余速损失）。对于基元级平面叶栅，流动损失仅指叶型损失。对于压气机级，叶片具有一定的高

2、度，流动损失包括叶型损失、环端面损失、二次流损失。一、叶型损失叶型表面形成边界层而引起的。—分为三部分：摩擦损失—气流流过压气机级时，与叶片表面、气缸壁面以及气流质点之间，由于相互摩擦效应所引起的能量损耗。与叶型表面的附面层类型有关分离损失—叶型表面附面层气流分离形成的涡流损失尾迹损失—叶型附面层在后缘汇合形成停滞涡流区且在叶型后相互渗杂混合等造成的损失。摩擦损失（附面层内）减速增压分离损失：尾迹损失叶背压力梯度大i>0i<0叶背分离易扩大叶腹分离不易扩大离心力主流主流尾迹气流规律性差叶型形状、附面

3、层状况、流道扩张、工况变化等二、环端面损失在叶高方向限制叶栅通道的壁面上（气缸和转鼓表面）产生的摩擦和涡流损失。—影响气流轴向速度分布后继级轴向分速度相对稳定前几级影响较大主流部分端面附面层端面附面层流动细节十分复杂如漏气、间隙、粘性三元三、二次流损失叶片有限长，叶片构成环形空间，实际流动复杂。特别是叶根和叶顶附近，存在着一些与主流方向大不相同的二次流动，扰乱主流。1、双涡损失叶片工作面压力大于非工作面的横贯主流方向存在着压差：流道中间，与离心惯性力平衡；上下端面处，惯性力减小气流移动。偏向

4、叶背方向相反2、径向间隙端流动损失3、叶身附面层径向流动的潜移损失*刮擦涡损失径向间隙cu的存在而形成离心力（严重u>>cu)叶尖叶根叶栅后的压力高主流区满足径向平衡径向压差一定静叶栅相反，由外径向内径移动压气机级中的损失整个叶片，其两端损失要比中间部分的大。有时在实际考虑叶栅中的叶型损失外，也常将环端面损失和二次流损失平均分配给沿叶高的基元级，用来在设计时估计压气机叶栅的效率。级的流量系数各种能量损失功耗效率必须想方设法尽力地减小能量损失从设计、制造、运行三方面同时着手3-5多级轴流压

5、气机一、概述一般轴流式压气机：亚音速级压比1.15~1.30，运输式的可达1.4；跨声速级则为1.50~2.0（以上）目前燃气轮机的压比在8~20，必须多级串联。—由若干单级压气机沿轴线方向依次排列组成—通流部分是渐缩的，叶片高度逐级降低。16级在多级压气机中，后一级的进口流场及参数状况，决定于前一级出口的气流情况；而后级的流动状况又对前级存在着一定的影响。其级与级之间是相互影响、相互联系的。其工作情况及要考虑的问题要比单独级复杂。在多级轴流压气机中最主要是研究通流部分内气流流动情况。每一个单级的工作

6、原理是完全相同的。但沿通流部分气流的参数是逐级变化的，所以各级进气状态及流场就不同，其几何参数也各不相同。形成各级中不同的气流流动与工作特点。这些不同点，首先是由于各级的压力、温度、流速及容积流量不同所造成的。按工作条件与特点，可分成三类：前级（首级代表）qv1大1小T1低，l1最长d1最小，一般叶片数最少中间级后级（末级代表）qvminmaxT高，l1最短d最大，叶片数多。叶片扭转得厉害叶片太短叶片顶部Maw1易超许可值二、多级轴流压气机的通流部分形式cz逐级较显著地减小；降低级的增压能力通流面

7、积较快地缩小，末级叶片过短通流面积变化比较平缓均匀轴向分速√<<<<各种通流部分形式示意图（1）等外径Dt=const内径Dh和平均直径Dm逐级增大特点：可逐级增大加功量，级数减少，轴向尺寸缩短；气缸内径加工方便，结构简单；但是，末级叶片较短，能损大；轮毂加工困难。应用：运输式燃气轮机Dt=constut相等且最大；um逐级增大。（2）等内径Dh=const应用：小流量或固定式燃机中特点：各级加功量减小，级数增多；流动损失较小，效率较高；气缸内孔有锥度，不利加工。um逐级减小Dh=const外径Dt和

8、平均直径Dm逐级降低（3）等平均直径Dm=const内径Dh逐级增大特点：各级加功量、级数、级效率等介入二者之间；但轮毂与气缸的加工均不便。应用：这种形式在固定式压气机中用得不多。um不变Dm=const外径Dt逐级减小（4）混合式应用：高压比、小流量压气机采用。特点：前几级等内径、中间等外经、后几级等平均直径混合式一般，前几级等外径、后几级等内径级数较多时，在一些运输式压气机中用得较多。前几级qv大，采用等外径不致使叶片过短后几级qv小，采用等内径不致