轴流式压气机a原理ppt课件.ppt

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1、第三部分第一章压气机第一节轴流式压气机的工作原理2021/9/1712021/9/1722021/9/173基元级速度三角形叶片与气体间作用力（动量方程）叶片对气体做功（动量矩方程）功能转化与速度三角形的关系反动度与速度三角形的关系提高叶片对气体做功的途径压气机的增压比和效率（一）压气机级的工作原理2021/9/174轴流式压气机原理和结构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2021/9/175一、轴流压气机的基元级高增压比的轴流压气机通常由多级组成，其中每一级在一般情况下都是由

2、一排动叶和一排静叶构成，并且每级的工作原理大致相同，可以通过研究压气机的一级来了解其工作原理。1.基元级的概念2021/9/176用两个与压气机同轴并且半径相差很小的圆柱面，将压气机的一级在沿叶高方向截出很小的一段，这样就得到了构成压气机一级的微元单位－－基元级，压气机的一级由很多基元级沿叶高叠加而成。2021/9/177基元级由一排转子叶片和一排静子叶片组成，它保留了轴流压气机的基本特征。因非常小，气体在基元级中流动其参数可以认为只在沿压气机轴向和圆周方向发生变化，在圆柱坐标系下，这样的流动是二维流动。2021/9/17

3、8为研究方便，可将圆柱面上的环形基元级展开成为平面上的基元级。C=w+u2.轴流压气机基元级的速度三角形2021/9/179简化速度三角形2021/9/1710只需要确定、、和四个参数，则简化形式的基元级速度三角形就完全确定了。称为扭速，在气流沿圆柱面流动的情况下，，可得到轴流压气机基元级的速度三角形2021/9/1711问1：基元级的分析方法有何优点？问2：为什么轴流压气机要动叶和静叶配合？或者说动叶和静叶的作用各是什么？轴流压气机的基元级和基元级的速度三角形2021/9/1712离心式叶片机的速度三角形2021/9/1

4、7133.动量方程2021/9/1714叶片在轴向方向对气体的作用力为叶片在切向方向对气体的作用力为叶片作用在气体上的力，与气体作用在叶片上的力大小相等，方向相反,动量方程2021/9/17154.叶轮对气体施加的理论功（轮缘功）推导一（动量方程）：（单位质量）2021/9/1716叶轮对气体施加的理论功（轮缘功）推导二（动量矩方程）：（单位质量）叶片对流体的合力矩=流体单位时间动量矩变化2021/9/1717涡轮机械的基本方程式单位重力的流体所获得的能量为2021/9/1718压气机轴流式压气机：流量大和效率高，在大中型

5、燃气轮机中获得广泛的应用。离心式压气机：空气流量小，效率高于轴流式的，简化了机组的结构，主要用在小功率燃气轮机中。2021/9/17195.基元级的空气能量的转换关系动叶栅加给气流的机械功的大小取决于圆周速度u和气流的扭速Δcu。要提高压气机的增压能力，就需要提高基元级的机械外功lc，即增大u和Δcu。2021/9/1720超音速和跨音速基元级速度三角形超声速基元级工作原理2021/9/1721无论是超声速还是亚声速基元级，动叶对气体的加工都是通过改变气流绝对速度的周向分量并使实现的，而气流流过动叶后静压升高则都是通过减

6、小气流的相对速度实现的，只是超声速基元级和亚声速基元级在加功和增压的方式上有一些差别。基元级的空气能量的转换关系2021/9/1722基元级中动叶的作用：1.加功，2.增压。2021/9/1723基元级中静叶的作用2021/9/1724静叶将气流的方向重新偏转到接近轴向方向，为下一级的动叶提供合适的进气方向。静叶的气流通道沿流向是扩张的，亚声速气流在扩张的静叶流道中进一步减速和增压。基元级中静叶的作用：1.导向，2.增压。2021/9/1725在轴流式压气机的级中，空气增压的过程及其原因：外界通过工作叶轮上的动叶栅把一定数

7、量的压缩轴功lc传递给流经动叶栅的空气，使气流的绝对速度动能增高，同时使气流的相对速度动能降低，以促使空气的压力得以增高一部分。随后，由动叶栅流出的高速气流在扩压静叶栅中逐渐减速，这样就可以使气流绝对速度动能中的一部分(c22－c32)/2进一步转化成为空气的压力势能，使气体的压力进一步增高。2021/9/1726基元级的速度三角形分析多级轴流压气机是由多个单级压气机串联组成，而其中每一个单级压气机又是由很多个基元级沿叶高叠加而成。压气机是通过无数个基元级实现对气体的加功和增压，基元级构成了轴流压气机的基础。2021/9/

8、1727设计压气机从设计压气机的基元级开始，而设计基元级又是从确定基元级的气动参数开始。速度三角形中的主要参数对压气机基元级的加功、增压和低流阻损失等性能有着重要的影响。2021/9/1728速度三角形中的、、和的选取规律以及它们对基元级性能的影响。(1)扭速的选取，增大扭速可以增大基元级的加功量。亚声