《叶轮机械原理：第四章 轴流压气机的性能特性及非稳定工况(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《叶轮机械原理：第四章 轴流压气机的性能特性及非稳定工况(1)（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章第四章 轴流压气机的性能特性及非稳定工况轴流压气机的性能特性及非稳定工况作业作业8：Page 120 2.4.1航空发动机按照给定的设计点参数要求进行设计航空发动机按照给定的设计点参数要求进行设计设计点转速通常定义：可连续使用的最大转速。（此设计点转速通常定义：可连续使用的最大转速。（此外，有慢车、起飞、巡航、应急外，有慢车、起飞、巡航、应急 . . . . . . ）需要知道压气机在不同转速下（需要知道压气机在不同转速下（包括包括非设计点非设计点）性能）性能: 流量、压比、效率、喘振裕度。流量、压比、效率、喘振裕度。压气机的性能特性是指压气机在全部可使用的转速范压气机的性能特性是指压气
2、机在全部可使用的转速范围内性能随转速的变化情况。围内性能随转速的变化情况。第四章第四章 轴流压气机的性能特性及非稳定工况轴流压气机的性能特性及非稳定工况第一节第一节 引言引言2压气机特性实验压气机特性实验 2 进口集流器；进口集流器； 3 流量管壁面静压孔；流量管壁面静压孔；5 进口导叶进口导叶 ； 6 压气机转子压气机转子 ；8 压气机静子；压气机静子；9 压气机出口总压梳；压气机出口总压梳； 10 出口总压耙出口总压耙 ；11 异步交流电动机；异步交流电动机； 12 排气管道；排气管道； 13 流量调节堵锥。流量调节堵锥。第二节第二节 单级压气机特性单级压气机特性3单级压气机特性图单级压气
3、机特性图l*k主要取决于主要取决于Lu的大小，的大小， *k主要决于流动损失情况。主要决于流动损失情况。l可结合速度三角形和平面叶栅可结合速度三角形和平面叶栅特性进行分析。特性进行分析。第二节第二节 单级压气机特性单级压气机特性4单级亚声速压气机单级亚声速压气机单级超跨声速压气机单级超跨声速压气机 特性线陡峭，流动堵塞（流量特性线陡峭，流动堵塞（流量 不变）时在唯一攻角下工作。不变）时在唯一攻角下工作。第二节第二节 单级压气机特性单级压气机特性5第三节第三节 多级压气机特性多级压气机特性多级压气机特性曲线多级压气机特性曲线特点：特性线陡峭特点：特性线陡峭6多级压气机非设计工况分析多级压气机非设
4、计工况分析（一）设计转速下，工作点（一）设计转速下，工作点（红红点点）的流量大于设计值，压比小）的流量大于设计值，压比小于设计压比。根据速度三角形和于设计压比。根据速度三角形和流量连续得到各级加功量、压比流量连续得到各级加功量、压比小于设计值，容易出现堵塞。小于设计值，容易出现堵塞。流量的少量减小会造成各级增压流量的少量减小会造成各级增压比都减小，比都减小，k*= 1* 2* ，经逐级放大，造成多级压气机经逐级放大，造成多级压气机的特性线陡峭。的特性线陡峭。7（二）设计转速下，工作点（二）设计转速下，工作点（红点）（红点）的流量小于设计值，的流量小于设计值，压比大于设计压比。根据速度压比大于设
5、计压比。根据速度三角形和流量连续得到各级加三角形和流量连续得到各级加功量、压比大于设计值，易导功量、压比大于设计值，易导致后面级攻角过大、出现失速致后面级攻角过大、出现失速喘振。喘振。多级压气机非设计工况分析多级压气机非设计工况分析8（三）中低转速下，工作点的（三）中低转速下，工作点的流量和压比都小于设计值。转流量和压比都小于设计值。转速减小、各级的加工量都减小。速减小、各级的加工量都减小。按设计工况（高压比）确定的按设计工况（高压比）确定的流道收缩比此时偏大（进口偏流道收缩比此时偏大（进口偏大、出口偏小），导致前面级大、出口偏小），导致前面级在大的正攻角下、后面级在大在大的正攻角下、后面级在
6、大的负攻角下工作，即所谓的的负攻角下工作，即所谓的“前喘后堵前喘后堵” 。多级压气机非设计工况分析多级压气机非设计工况分析9（四）在超转的情况下，工作点（四）在超转的情况下，工作点（红点红点）的流量和压比大于设计）的流量和压比大于设计值。此时容易出现值。此时容易出现“前堵后喘前堵后喘”的情况。的情况。多级压气机非设计工况分析多级压气机非设计工况分析10一般规律，多级压气机在非设计工况容易出现：一般规律，多级压气机在非设计工况容易出现：l 中、低转速下（中、低转速下（nnd），）， “前堵后喘前堵后喘”；l 设计转速下（设计转速下（n=nd），）， 增大时，各级增大时，各级 i 减小，进口级减小
7、，进口级 如果是超、跨音级容易发生堵塞。如果是超、跨音级容易发生堵塞。l 设计转速下（设计转速下（n=nd），）， 减小时，各级减小时，各级 i 增大，出口级增大，出口级 容易先发生喘振。容易先发生喘振。原因：在设计工况下，气流与几何流道（轮毂、机匣及叶片构原因：在设计工况下，气流与几何流道（轮毂、机匣及叶片构成）之间的协调、匹配关系，在非设计工况下变得不协调、不成）之间的协调、匹配关系，在非设计工况下变得不协调、不匹配了。匹配了。11 多级轴流压气机偏离设计工况时，前、后级偏离设计多级轴流压气机偏离设计工况时，前、后级偏离设计状况比较多，中间级偏离设计状况比较少。因此，在设状况比较多，中间级偏离设计状况比较少。因此，在设计多级压气机时，压气机的前面级、后面级以及中间级计多级压气机时，压气机的前面级、后面级以及中间级的设计要考虑这一特点。的设计要考虑这一特点。12
