1、第二章 壓氣機(jī)壓氣機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用；軸流式壓氣機(jī)級(jí)、基元級(jí)的工作原理；軸流式壓氣機(jī)中的能量損失；多級(jí)壓氣機(jī)；壓氣機(jī)變工況工作特性；壓氣機(jī)喘振及防止方法。12-1 軸流式壓氣機(jī)級(jí)的工作原理一、 軸流式壓氣機(jī) 1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 2、軸流式壓氣機(jī)級(jí)二、基元級(jí)及其速度三角形 1、基元級(jí)概念 2、基元級(jí)的速度三角形 氣流速度在基元級(jí)內(nèi)的變化規(guī)律三、基元級(jí)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換 軸流式壓氣機(jī)級(jí)的工作原理2復(fù)習(xí)內(nèi)容：2121w1w2cxc1c2uu葉柵額線軸向分速度cx氣流轉(zhuǎn)折角3穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式（熱焓形式）伯努利方程（機(jī)械能形式）歐拉方程（動(dòng)量守恒）0在動(dòng)葉柵中增加的動(dòng)能，在靜葉柵中轉(zhuǎn)變?yōu)闅饬黛o壓 相當(dāng)于在動(dòng)葉柵中氣流

2、降速而提高的靜壓4應(yīng)用于動(dòng)葉柵(1-2)w2p15應(yīng)用于靜葉柵(2-3)c3p26壓氣機(jī)級(jí)的工作原理(基元級(jí)內(nèi)的工作過(guò)程)動(dòng)葉柵（工作葉輪）將外界輸入的機(jī)械功L加給了氣體；氣體流過(guò)動(dòng)葉柵時(shí)，將這機(jī)械功的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能，使氣體壓力升高（相對(duì)速度w降低！）；將另一部分變?yōu)闅怏w的動(dòng)能，使氣體流出動(dòng)葉柵時(shí)絕對(duì)速度增加。然后氣體繼續(xù)流入靜葉柵，將這部分動(dòng)能又轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能。從而通過(guò)整個(gè)基元級(jí)以后，氣體的壓力升高了！7基元級(jí)的速度2121w1w2cxc1c2uu葉柵額線軸向分速度cx氣流轉(zhuǎn)折角wucuc1uc2uw2uw1uu1=u2= u8本次課內(nèi)容2-1 軸流式壓氣機(jī)級(jí)的工作原理 四、基

3、元級(jí)內(nèi)氣體壓縮過(guò)程的圖示 五、基元級(jí)的反力度和預(yù)旋 1、反力度 2、預(yù)旋 3、典型基元級(jí)舉例 六、基元級(jí)的性能參數(shù)2-3 軸流式壓氣機(jī)中的能量損失 9四、基元級(jí)內(nèi)氣體壓縮過(guò)程的圖示將基元級(jí)內(nèi)氣體壓縮過(guò)程，表示在p-v圖、i-s圖上，具有直觀、明了的優(yōu)點(diǎn)。n值越大，說(shuō)明實(shí)際不可逆程度越大。p-v圖動(dòng)葉 1-2靜葉 2-3109個(gè)重要點(diǎn)： 1，2，3； 1*，2*，3*； 2s，3s，2s*。6條斜線： p1，p2，p3； p1*，p2*，p3*。等熵壓縮1-2s-3s，i3s*=i2s*，Ls=i2s*- i1*L= i3*-i1*= i2*-i1*L=(c22-c12)/2+ (w12-w22

4、)/2理論耗功11五、基元級(jí)的反力度和預(yù)旋 1、反力度不同結(jié)構(gòu)的壓氣機(jī)，在動(dòng)葉柵和靜葉柵中靜壓升高的比例不同。定義：氣流在動(dòng)葉柵中的實(shí)際靜焓增量與基元級(jí)的滯止焓增量之比，即 物理含義：外界加給氣體的機(jī)械能，有多少是在動(dòng)葉柵中轉(zhuǎn)變成氣體的壓力能（靜壓）。 熱力學(xué)反力度用熱力學(xué)參數(shù)表示12運(yùn)動(dòng)反力度：用運(yùn)動(dòng)參數(shù)表示c2c1cxc1uc2ucu熱力學(xué)反力度13 2、預(yù)旋氣流進(jìn)入動(dòng)葉柵前具有的預(yù)先旋轉(zhuǎn)。反力度計(jì)算公式中的c1u，表示氣流進(jìn)入基元級(jí)前周向分速度的大小。 c1u = c1xctg1若氣流角10。若氣流角190，預(yù)旋方向與工作輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，叫負(fù)預(yù)旋，即c1u與u方向相反，c1u0。若氣流

5、角1=90，預(yù)旋方向與工作輪的旋轉(zhuǎn)方向垂直，叫軸向進(jìn)氣，即c1u=0, c1=c1x。常用 預(yù)選大小，由前一級(jí)靜葉柵的出口角保證； 若為第一個(gè)壓氣機(jī)級(jí)，則由進(jìn)口導(dǎo)流葉片保證。143、典型基元級(jí)舉例由反力度的計(jì)算公式可知，速度三角形一定時(shí)，反力度就確定了；反之，一定的反力度也對(duì)應(yīng)于一定的速度三角形，即對(duì)應(yīng)一定的葉柵通道形狀。反力度的范圍：0 c 1。（1）反力度c=0速度三角形的特點(diǎn)：動(dòng)葉間通道是等截面的動(dòng)葉柵沒(méi)有擴(kuò)壓任務(wù)15能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)：c=0時(shí)，氣流在動(dòng)葉柵中獲得的輪周功，全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)葉的動(dòng)能；在靜葉柵將這些動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為壓能。靜壓升高全部在靜葉柵進(jìn)行，稱為沖動(dòng)式壓氣機(jī)級(jí)。缺點(diǎn)：靜葉負(fù)荷過(guò)

6、大，能損增大。一般軸流壓氣機(jī)不采用。16（2）反力度c=0.5速度三角形的特點(diǎn)：動(dòng)葉柵進(jìn)出口的速度三角形是完全對(duì)稱的。此時(shí)動(dòng)葉、靜葉的通道形狀均勻漸擴(kuò)且完全相同。17 c=0.5時(shí)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)： 工作葉輪加給氣體的機(jī)械功中，在動(dòng)葉柵中用來(lái)提高靜壓和增加動(dòng)能的量是相等的； 這部分動(dòng)能又在靜葉柵內(nèi)轉(zhuǎn)化為壓力能。動(dòng)葉柵和靜葉柵的增壓能力各占一半。c=0.5的基元級(jí)在軸流壓氣機(jī)常被采用。18（3）反力度c=1速度三角形的特點(diǎn)：c=1時(shí)，靜葉柵無(wú)擴(kuò)壓任務(wù)。靜葉柵的通道是等截面的。19c=1時(shí)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)：靜壓力的升高全部在動(dòng)葉柵中獲得。氣流在靜葉柵中僅改變方向而無(wú)擴(kuò)壓。c=1的基元級(jí)常用在固定式壓氣

7、機(jī)中。20實(shí)際壓氣機(jī)設(shè)計(jì)中， 一般采用c=0.50.8。21六、基元級(jí)的性能參數(shù)直接反映壓氣機(jī)工作性能的參數(shù)：流量、壓比、壓縮功和效率。1、流量單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)基元級(jí)通流截面的的氣體質(zhì)量，用Gx表示，單位kg/s。由連續(xù)性方程可知，流過(guò)壓氣機(jī)各截面的質(zhì)量流量均相等，則 GxAxcx=(2RR)cx=常數(shù) cx氣流軸向分速度，代表壓氣機(jī)的流通能力， cx=80200m/s。222、（級(jí)）壓比級(jí)的出口氣流壓力與其進(jìn)口氣流壓力之比。用靜壓力表示： 用滯止壓力表示： 軸流級(jí) st*=1.21.35離心級(jí) st*=46或更高233、（級(jí)）壓縮功（1） 級(jí)的等熵壓縮功Ls理想情況若用滯止參數(shù)計(jì)算滯止等熵壓縮功：24（2）級(jí)的多變壓縮功Lp實(shí)際過(guò)程滯止參數(shù)計(jì)算：熱阻功：實(shí)際壓縮過(guò)程流動(dòng)阻力損失對(duì)氣體額外加熱，使氣體溫度升高而增加的壓縮功，用LR表示 。25熱阻功LR264、基元級(jí)效率用來(lái)表示能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的完善程度，有多種形式，如絕熱效率、多變效率、內(nèi)效率等。絕熱效率在氣流進(jìn)口參數(shù)相同、壓比相等的條件下，等熵壓縮功與外界輸入給基元級(jí)的機(jī)械功之比。用靜參數(shù)表示： 用滯止參數(shù)表示：二者相差不超過(guò)0.5%1%(0.880.91) 275、壓氣機(jī)級(jí)的參數(shù)一個(gè)壓氣機(jī)級(jí)是由許多基元級(jí)沿半徑方向疊加而成。（1）壓氣機(jī)級(jí)的流量等于各基元級(jí)流量之和，Gc=Gx（2）壓氣機(jī)級(jí)的