軸流式壓縮機(jī)-第六章

1、第六章 軸流壓縮機(jī)性能曲線6-1 性能曲線的定義與作用111( , ,)f T p n m211( , ,)f T p n m一定進(jìn)口溫度和壓力下，不同轉(zhuǎn)速時(shí)壓縮機(jī)壓比，效率與流量的關(guān)系曲線一定進(jìn)口溫度和壓力下，不同轉(zhuǎn)速時(shí)壓縮機(jī)壓比，效率與流量的關(guān)系曲線1 了解設(shè)計(jì)工況和非設(shè)計(jì)工況下壓縮機(jī)主要特性參數(shù)數(shù)值及變化特點(diǎn)了解設(shè)計(jì)工況和非設(shè)計(jì)工況下壓縮機(jī)主要特性參數(shù)數(shù)值及變化特點(diǎn)2 了解喘振界限和阻塞工況的位置，及穩(wěn)定工況的范圍了解喘振界限和阻塞工況的位置，及穩(wěn)定工況的范圍3 當(dāng)與管網(wǎng)聯(lián)合工作時(shí)，了解整個(gè)裝置工作性能。當(dāng)與管網(wǎng)聯(lián)合工作時(shí)，了解整個(gè)裝置工作性能。軸流壓縮機(jī)與離心壓縮機(jī)性能曲線比較軸流壓縮

2、機(jī)與離心壓縮機(jī)性能曲線比較6-1 性能曲線的定義與作用軸流壓縮機(jī)效率高，（流道短軸流壓縮機(jī)效率高，（流道短而平直，無急劇轉(zhuǎn)彎）而平直，無急劇轉(zhuǎn)彎）但壓比低（葉柵流道擴(kuò)壓，無但壓比低（葉柵流道擴(kuò)壓，無離心力作用升壓）離心力作用升壓）特性曲線陡，穩(wěn)定工況范圍窄特性曲線陡，穩(wěn)定工況范圍窄（沖角敏感）（沖角敏感）功率隨流量增大而下降功率隨流量增大而下降6-2 性能曲線表示方法一、進(jìn)口條件一定時(shí)所表示的性能曲線一、進(jìn)口條件一定時(shí)所表示的性能曲線1( ,)f n m2( ,)fn m1 給定轉(zhuǎn)速下，進(jìn)口流量和壓力不變，給定轉(zhuǎn)速下，進(jìn)口流量和壓力不變，T1變化變化1111kkadkHRTkHad不變，不變，

3、T1減少，壓比上升減少，壓比上升(1)（2）進(jìn)口溫度增加，進(jìn)氣密度減小，質(zhì)量流量減小，功率減小6-2 性能曲線表示方法（3）進(jìn)口溫度增加，M數(shù)和Re數(shù)均減小，可能使效率增加。2 在給定轉(zhuǎn)速下，進(jìn)口流量和進(jìn)口溫度不變，p1變化（1）進(jìn)口壓力變化時(shí)，通流部分各截面壓力成比例變化，而溫度和軸向速度保持不變，故對壓比和效率無影響。（2）p1增大，N將增大（3）p1變化，M不變，Re同向變化，但一般仍可大于Recr。二、用組合參數(shù)表示壓縮機(jī)特性曲線1(, )uf M6-2 性能曲線表示方法2(, )ufM1(,)uzf MMc2(,)uzfMMc同一工質(zhì)同一工質(zhì)111(,)zcufTT211(,)zcu

4、fTT同一臺壓縮機(jī)同一臺壓縮機(jī)1111111(,)(,)m TnVnffpTTT1221111(,)(,)m TnVnffpTTT無因次性能曲線不受進(jìn)口條件變化影響，具有通用性，也稱通用性能曲線無因次性能曲線不受進(jìn)口條件變化影響，具有通用性，也稱通用性能曲線6-2 性能曲線表示方法6-3 性能曲線特點(diǎn)xxpxaxscccc級中損失：葉型損失，環(huán)端面損失和二次流損失，決定效率曲線形狀級中損失：葉型損失，環(huán)端面損失和二次流損失，決定效率曲線形狀能量頭系數(shù)能量頭系數(shù)1212()1()hctgctgctgctg h隨隨 比例下降，決定能量頭曲線形狀比例下降，決定能量頭曲線形狀6-3 性能曲線特點(diǎn)一、轉(zhuǎn)

5、速一定，流量增大，壓比下降流量減小，正沖角增大，氣流轉(zhuǎn)折角與升力系數(shù)增大，但受喘振限制流量減小，正沖角增大，氣流轉(zhuǎn)折角與升力系數(shù)增大，但受喘振限制流量增大，負(fù)沖角增大，壓比降低，受阻塞工況限制流量增大，負(fù)沖角增大，壓比降低，受阻塞工況限制二、轉(zhuǎn)速一定，某進(jìn)口流量下壓縮機(jī)效率最大，不同轉(zhuǎn)速下，某轉(zhuǎn)速 時(shí)壓縮機(jī)效率最高6-3 性能曲線特點(diǎn)不同流量對應(yīng)不同沖角，某流量下沖角最佳，效率最高不同流量對應(yīng)不同沖角，某流量下沖角最佳，效率最高轉(zhuǎn)速影響轉(zhuǎn)速影響M和和Re。某轉(zhuǎn)速時(shí)。某轉(zhuǎn)速時(shí)M和和Re綜合影響最小，效率最高。綜合影響最小，效率最高。轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)速低，Re數(shù)影響大；轉(zhuǎn)速高，數(shù)影響大；轉(zhuǎn)速高，M數(shù)影響

6、大。數(shù)影響大。三、轉(zhuǎn)速增大時(shí)，壓比顯著增加，穩(wěn)定工況區(qū)域變窄，并向大流量區(qū)移動(dòng)6-3 性能曲線特點(diǎn)能量頭與圓周速度平方成正比，轉(zhuǎn)速大，能量頭和壓比增加。能量頭與圓周速度平方成正比，轉(zhuǎn)速大，能量頭和壓比增加。高轉(zhuǎn)速下，高轉(zhuǎn)速下，M數(shù)大，接近數(shù)大，接近Mmax，發(fā)生阻塞，故穩(wěn)定工況變窄。，發(fā)生阻塞，故穩(wěn)定工況變窄。用用 min和和 max之間范圍來表示穩(wěn)定工況范圍，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大之間范圍來表示穩(wěn)定工況范圍，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大u增增加時(shí)，只有同時(shí)增大加時(shí)，只有同時(shí)增大cz才能保證有合適的，能正常工作的才能保證有合適的，能正常工作的 值，值，故故n增大時(shí)，穩(wěn)定工作區(qū)域向大流量方向移動(dòng)。增大時(shí)，穩(wěn)定工作區(qū)域向大流量

7、方向移動(dòng)。/zcu四、壓縮機(jī)級數(shù)越多，性能曲線越陡，穩(wěn)定工作區(qū)越窄。四、壓縮機(jī)級數(shù)越多，性能曲線越陡，穩(wěn)定工作區(qū)越窄。6-3 性能曲線特點(diǎn)進(jìn)口容積流量變化，引起后面各級容積流量更進(jìn)口容積流量變化，引起后面各級容積流量更大的相應(yīng)變化，因此穩(wěn)定工作區(qū)變窄；喘振工大的相應(yīng)變化，因此穩(wěn)定工作區(qū)變窄；喘振工況幾乎都發(fā)生在性能曲線右支，與離心壓縮機(jī)況幾乎都發(fā)生在性能曲線右支，與離心壓縮機(jī)往往發(fā)生在左支不同；葉片積污或被侵蝕，特往往發(fā)生在左支不同；葉片積污或被侵蝕，特性曲線向左下方移動(dòng)。性曲線向左下方移動(dòng)。6-4 喘振特性及防喘振措施1 工況點(diǎn)往返途徑不同工況點(diǎn)往返途徑不同2 低轉(zhuǎn)速喘振流量下降低轉(zhuǎn)速喘振流

8、量下降3 進(jìn)氣溫度下降，喘振流量增大進(jìn)氣溫度下降，喘振流量增大一、特性一、特性6-4 喘振特性及防喘振措施二、防喘振措施1 防喘振線 （喘振線右比喘振流量大810）6-4 喘振特性及防喘振措施2 中間放氣法（改變軸向速度以改變沖角，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在低轉(zhuǎn)速，小流量下能有效防喘，較常采用）3 排氣管放氣（放氣能量高，需加以利用）6-4 喘振特性及防喘振措施（4） 雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)（改變u值以改變沖角） 前級易喘振，降低低壓部分轉(zhuǎn)速，以減小u，使正沖角減小后級易堵塞，提高高壓部分轉(zhuǎn)速，增大u，使負(fù)沖角減小，避免堵塞。6-4 喘振特性及防喘振措施三、靜葉可調(diào)法三、靜葉可調(diào)法改變動(dòng)葉前靜葉安裝角，改變動(dòng)

9、葉前靜葉安裝角，以改變速度三角形，使之以改變速度三角形，使之與動(dòng)葉幾何參數(shù)相適應(yīng)。與動(dòng)葉幾何參數(shù)相適應(yīng)。靜葉可調(diào)是以沿葉高的某靜葉可調(diào)是以沿葉高的某一中間截面為準(zhǔn)，可延緩一中間截面為準(zhǔn)，可延緩喘振，擴(kuò)大小流量的穩(wěn)定喘振，擴(kuò)大小流量的穩(wěn)定工作范圍，保持較高效率。工作范圍，保持較高效率。6-4 喘振特性及防喘振措施靜葉調(diào)節(jié)優(yōu)點(diǎn)1 1 穩(wěn)定工作區(qū)寬，效率較高，有較大適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性穩(wěn)定工作區(qū)寬，效率較高，有較大適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性2 避免由于調(diào)速產(chǎn)生共振的可能性，增加運(yùn)行安全性避免由于調(diào)速產(chǎn)生共振的可能性，增加運(yùn)行安全性3 氣流與葉片幾何參數(shù)配合好，減小了沖擊現(xiàn)象，流動(dòng)好，噪音較低氣流與葉片幾何參數(shù)配合好，

10、減小了沖擊現(xiàn)象，流動(dòng)好，噪音較低4 比調(diào)轉(zhuǎn)速動(dòng)作迅速，反映快比調(diào)轉(zhuǎn)速動(dòng)作迅速，反映快5 可由同步電機(jī)拖動(dòng)，不需變速箱，提高了電機(jī)工作經(jīng)濟(jì)性可由同步電機(jī)拖動(dòng)，不需變速箱，提高了電機(jī)工作經(jīng)濟(jì)性6-4 喘振特性及防喘振措施6-4 喘振特性及防喘振措施6-4 喘振特性及防喘振措施6-4 喘振特性及防喘振措施6-4 喘振特性及防喘振措施6-5 管網(wǎng)特性與調(diào)節(jié)2rppAV管網(wǎng)特性管網(wǎng)特性一、定風(fēng)量調(diào)節(jié)一、定風(fēng)量調(diào)節(jié)管網(wǎng)操作壓力變化，改變管網(wǎng)操作壓力變化，改變靜葉角度或轉(zhuǎn)速，保持定靜葉角度或轉(zhuǎn)速，保持定風(fēng)量運(yùn)行風(fēng)量運(yùn)行二、定風(fēng)壓調(diào)節(jié)二、定風(fēng)壓調(diào)節(jié)管網(wǎng)操作壓力變化，改管網(wǎng)操作壓力變化，改變靜葉角度或轉(zhuǎn)速，保變

11、靜葉角度或轉(zhuǎn)速，保持定壓運(yùn)行持定壓運(yùn)行6-6 軸流與離心壓縮機(jī)性能比較6-6 軸流與離心壓縮機(jī)性能比較6-6 軸流與離心壓縮機(jī)性能比較6-6 軸流與離心壓縮機(jī)性能比較第七章 軸流壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)第七章 軸流壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)瑞士蘇爾壽公司瑞士蘇爾壽公司一、一、A及及AV系列性能特點(diǎn)系列性能特點(diǎn)A系列為靜葉不可調(diào)的固定式多級軸流壓縮機(jī)系列。該系列有系列為靜葉不可調(diào)的固定式多級軸流壓縮機(jī)系列。該系列有40、45、50、56、63、71、80、90、100、112等等10種規(guī)格。種規(guī)格。Q：50,000-1000,000 m3/hP: 0.35-1.2 Mpa級數(shù)：級數(shù)：10-20轉(zhuǎn)鼓直徑：轉(zhuǎn)鼓直徑：40

12、-112 cm系列為靜葉可調(diào)的固定式多級軸流壓縮機(jī)系列。規(guī)格和，與系列為靜葉可調(diào)的固定式多級軸流壓縮機(jī)系列。規(guī)格和，與系列相同，由于靜葉可調(diào)，流量范圍比系列大一倍，效率高。系列相同，由于靜葉可調(diào)，流量范圍比系列大一倍，效率高。第七章 軸流壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)殼機(jī)殼（）鑄鐵或鑄鋼，不易變形，吸收噪音效果好（）鑄鐵或鑄鋼，不易變形，吸收噪音效果好（）氣缸水平剖分，且為分缸結(jié)構(gòu)（）氣缸水平剖分，且為分缸結(jié)構(gòu)系列內(nèi)缸（葉片承缸）和外缸系列內(nèi)缸（葉片承缸）和外缸系列內(nèi)缸、中間缸（靜葉調(diào)節(jié)缸）和外缸；三缸結(jié)構(gòu)減小系列內(nèi)缸、中間缸（靜葉調(diào)節(jié)缸）和外缸；三缸結(jié)構(gòu)減小應(yīng)力和熱膨脹造成的變形，

13、剛度大。應(yīng)力和熱膨脹造成的變形，剛度大。第七章 軸流壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子等內(nèi)徑結(jié)構(gòu)（各級轉(zhuǎn)鼓直徑相等）等內(nèi)徑結(jié)構(gòu)（各級轉(zhuǎn)鼓直徑相等）轉(zhuǎn)軸加工方便。轉(zhuǎn)軸加工方便。轉(zhuǎn)鼓：空心和實(shí)心轉(zhuǎn)鼓：空心和實(shí)心鍛造能力提高實(shí)心鍛造能力提高實(shí)心第七章 軸流壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)葉片葉片美國原始翼型，通過試驗(yàn)做了某些修改：美國原始翼型，通過試驗(yàn)做了某些修改：動(dòng)葉頂部改薄，根部加厚；靜葉沿葉高作成直葉片動(dòng)葉頂部改薄，根部加厚；靜葉沿葉高作成直葉片葉片沿葉高按等環(huán)量規(guī)律扭曲葉片沿葉高按等環(huán)量規(guī)律扭曲反動(dòng)度的葉型和的葉型葉片反動(dòng)度的葉型和的葉型葉片第七章 軸流壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)定子與靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)定子與靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)可調(diào)靜葉葉根為圓柱

14、形結(jié)構(gòu)，以根據(jù)需要改變靜葉角度可調(diào)靜葉葉根為圓柱形結(jié)構(gòu)，以根據(jù)需要改變靜葉角度可調(diào)靜葉支桿上的軸承是用無油潤滑的石墨青銅材料做成，支桿可調(diào)靜葉支桿上的軸承是用無油潤滑的石墨青銅材料做成，支桿處裝有橡膠密封圈處裝有橡膠密封圈靜葉片的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是在運(yùn)行中借助中間缸體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)靜靜葉片的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是在運(yùn)行中借助中間缸體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)靜葉片上的曲柄滑塊，繞支桿中心轉(zhuǎn)動(dòng)來改變靜葉角度。角度改變?nèi)~片上的曲柄滑塊，繞支桿中心轉(zhuǎn)動(dòng)來改變靜葉角度。角度改變大小靠連桿長度控制。大小靠連桿長度控制。中間缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)由司服馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)。中間缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)由司服馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)。第七章 軸流壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)平衡盤平衡盤轉(zhuǎn)子中間

15、段兩側(cè)可作為平衡盤用。轉(zhuǎn)子中間段兩側(cè)可作為平衡盤用。平衡盤吸氣側(cè)與排氣管連通，引入高壓氣體；排氣側(cè)與吸氣管連通引入低壓平衡盤吸氣側(cè)與排氣管連通，引入高壓氣體；排氣側(cè)與吸氣管連通引入低壓氣體。氣體。給轉(zhuǎn)子排氣側(cè)一面以軸向推力，平衡轉(zhuǎn)子動(dòng)葉承受的指向吸氣側(cè)的軸向推力給轉(zhuǎn)子排氣側(cè)一面以軸向推力，平衡轉(zhuǎn)子動(dòng)葉承受的指向吸氣側(cè)的軸向推力第七章 軸流壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)密封密封用不銹鋼密封片插入軸端的凹形線槽內(nèi)，并用鋼絲固緊用不銹鋼密封片插入軸端的凹形線槽內(nèi)，并用鋼絲固緊密封片與氣缸相摩擦所產(chǎn)生的局部高溫?zé)崃靠杀粴飧咨⒊?。密封片與氣缸相摩擦所產(chǎn)生的局部高溫?zé)崃靠杀粴飧咨⒊?。第七?軸流壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)軸承軸承軸向

16、推力大部分由平衡盤承受，剩余約軸向推力由止推軸軸向推力大部分由平衡盤承受，剩余約軸向推力由止推軸承承受承承受采用剛性聯(lián)軸器，汽輪機(jī)拖動(dòng)，壓縮機(jī)上不設(shè)止推軸承，由汽輪機(jī)上止推采用剛性聯(lián)軸器，汽輪機(jī)拖動(dòng)，壓縮機(jī)上不設(shè)止推軸承，由汽輪機(jī)上止推軸承承擔(dān)軸向力。軸承承擔(dān)軸向力。止推軸承：米切爾止推軸承：米切爾徑向軸承：大功率低轉(zhuǎn)速橢圓瓦兩油楔軸承，橢圓比大于徑向軸承：大功率低轉(zhuǎn)速橢圓瓦兩油楔軸承，橢圓比大于小功率高轉(zhuǎn)速活支多瓦軸承小功率高轉(zhuǎn)速活支多瓦軸承第八章 軸流壓縮機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)8-1 設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)原則1 孤立葉型試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)計(jì)孤立葉型試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)計(jì)沒考慮到葉柵 中葉片之間的相互影響和葉輪旋轉(zhuǎn)

17、的影響，準(zhǔn)確性差，只用于級壓比很低，葉片數(shù)少的通風(fēng)機(jī)上。8-1 設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)原則2 靜態(tài)的平面葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)計(jì)（平面葉柵設(shè)計(jì)法）靜態(tài)的平面葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)計(jì)（平面葉柵設(shè)計(jì)法）以靜止平面葉柵的性能與轉(zhuǎn)動(dòng)的壓縮機(jī)環(huán)形葉柵的性能基本相同這樣一種設(shè)想為依據(jù)的設(shè)計(jì)方法。沒有考慮到葉片轉(zhuǎn)動(dòng)對性能的影響，以及前后葉排之間存在相互影響等因素。設(shè)計(jì)所的結(jié)果在設(shè)計(jì)工況下比較 準(zhǔn)確，而在變工況時(shí)偏差較大平面葉柵試驗(yàn)設(shè)備簡單，可以在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)并與試驗(yàn)對照，多年來試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累的相當(dāng)豐富，應(yīng)用較多，成為軸流壓縮機(jī)的基本設(shè)計(jì)方法之一。 8-1 設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)原則3 根據(jù)相似理論，以單級模型級試驗(yàn)

18、數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)計(jì)（模化設(shè)計(jì)法）根據(jù)相似理論，以單級模型級試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)計(jì)（?；O(shè)計(jì)法）基本上考慮到了單級壓縮機(jī)中一切實(shí)際存在的影響因素。設(shè)計(jì)中可直接利用模型級的數(shù)據(jù)和性能曲線，而對實(shí)物與模型級間存在的幾何相似方面的偏差以及多級性影響等用一些系數(shù)加以修正。與平面葉柵設(shè)計(jì)法相比，能確切反映壓縮機(jī)中實(shí)際流動(dòng)情況，設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性較高。但得出一個(gè)性能較好的模型級并非易事，其試驗(yàn)設(shè)備較復(fù)雜，試驗(yàn)所需時(shí)間長，要化的人力物力都比較多。另外設(shè)計(jì)時(shí)，一些參數(shù)的選擇也受到模型級的限制，受約束較大。8-1 設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)原則所有設(shè)計(jì)方法都要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行校驗(yàn)，再反過來對原所有設(shè)計(jì)方法都要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行校驗(yàn)，再反過來對原設(shè)計(jì)做

19、修改調(diào)整。壓縮機(jī)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)多次反復(fù)的過程，設(shè)計(jì)做修改調(diào)整。壓縮機(jī)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)多次反復(fù)的過程，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的過程。是理論與實(shí)踐相結(jié)合的過程。設(shè)計(jì)包括：氣動(dòng)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)包括：氣動(dòng)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8-1 設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)原則二、設(shè)計(jì)所遵循的原則二、設(shè)計(jì)所遵循的原則1 在工作安全可靠性的前提下滿足所需增壓比（固定式，大功率主機(jī)）在工作安全可靠性的前提下滿足所需增壓比（固定式，大功率主機(jī)）2 效率高，變工況范圍寬效率高，變工況范圍寬3 結(jié)構(gòu)緊湊合理，級數(shù)少，尺寸小結(jié)構(gòu)緊湊合理，級數(shù)少，尺寸小 （運(yùn)輸式）（運(yùn)輸式）4 工藝性好工藝性好5 噪音低噪音低8-2 設(shè)計(jì)要求與影響因素技術(shù)

20、指標(biāo)：壓比技術(shù)指標(biāo)：壓比 效率效率 級數(shù)（尺寸）級數(shù)（尺寸）一、影響壓比的因素一、影響壓比的因素 1 基元級角度，基元級角度，ht與效率相比是提高壓比的主要因素。與效率相比是提高壓比的主要因素。 由于軸流壓縮機(jī)絕熱效率已相當(dāng)高，可達(dá)95%，即使再采取措施改善流動(dòng)，其提高也有限。tuhu w （1）提高）提高u方法：提高轉(zhuǎn)速（馬赫數(shù)限制）和徑向尺寸（強(qiáng)度限制）方法：提高轉(zhuǎn)速（馬赫數(shù)限制）和徑向尺寸（強(qiáng)度限制）（2）提高扭速方法：受擴(kuò)壓因子）提高扭速方法：受擴(kuò)壓因子D限制限制 （分離損失）（分離損失）8-2 設(shè)計(jì)要求與影響因素*( / , *)f b t（3）增大葉柵稠度，使氣流轉(zhuǎn)折角增大，即增大

21、扭速）增大葉柵稠度，使氣流轉(zhuǎn)折角增大，即增大扭速 b一定，增大稠度，t 減小，葉片數(shù)增多。 摩擦損失增加，葉片根部安裝困難 t一定，加大b，流道軸向尺寸加大 當(dāng)b/t增加到一定程度，氣流轉(zhuǎn)折角增大效果不明顯（4）增大流量系數(shù)，增大）增大流量系數(shù)，增大h，即增大扭速，即增大扭速 進(jìn)氣氣流馬赫數(shù)增大 小流量系數(shù)情況下，增大反動(dòng)度，提高h(yuǎn)t 小流量系數(shù)本身使扭速降低，且增大反動(dòng)度使速度三角形左偏，馬赫數(shù)過大8-2 設(shè)計(jì)要求與影響因素二、二、 影響效率的因素（級損失入手）影響效率的因素（級損失入手）流道：進(jìn)氣室，收斂段，級組通流部分，擴(kuò)壓段，排氣室流道：進(jìn)氣室，收斂段，級組通流部分，擴(kuò)壓段，排氣室?guī)缀?/p>

22、參數(shù)因素：幾何參數(shù)因素：葉型形狀，葉片表面質(zhì)量，輪轂比，葉片高度，葉柵稠 度，軸向和徑向間隙。氣動(dòng)參數(shù)因素：氣動(dòng)參數(shù)因素：沖角I，圓周速度，扭速，馬赫數(shù)，流量系數(shù)，反動(dòng)度， 級的流型。8-2 設(shè)計(jì)要求與影響因素1(1)111ds 反動(dòng)度和流量系數(shù)直接影響氣流馬赫數(shù)、反動(dòng)度和流量系數(shù)直接影響氣流馬赫數(shù)、阻升比除了與沖角有關(guān)外，主要取決與葉型與葉柵的幾何參數(shù)阻升比除了與沖角有關(guān)外，主要取決與葉型與葉柵的幾何參數(shù)葉型形狀，彎曲角及葉型安裝角，進(jìn)出口安裝角和葉柵稠度葉型形狀，彎曲角及葉型安裝角，進(jìn)出口安裝角和葉柵稠度8-2 設(shè)計(jì)要求與影響因素級的角度：級的角度：所用流型，氣流參數(shù)沿葉高變化規(guī)律，徑向和

23、軸向間隙機(jī)的角度：機(jī)的角度： 通流部分形式，能量頭的分配，反動(dòng)度與流量系數(shù)的變化規(guī)律8-2 設(shè)計(jì)要求與影響因素三、影響級數(shù)（尺寸）的因素（運(yùn)輸式重要）三、影響級數(shù)（尺寸）的因素（運(yùn)輸式重要）lncz氣動(dòng)角度：氣動(dòng)角度：提高單級壓比結(jié)構(gòu)角度：結(jié)構(gòu)角度：選擇合理葉弦b及軸向間隙減小壓縮機(jī)軸向尺寸減小壓縮機(jī)軸向尺寸減小壓縮機(jī)徑向尺寸（壓縮機(jī)迎風(fēng)面積）減小壓縮機(jī)徑向尺寸（壓縮機(jī)迎風(fēng)面積）8-2 設(shè)計(jì)要求與影響因素第一級葉片頂部直徑第一級葉片頂部直徑Dt（1）Q一定，增大ca，減小流通面積F，減小外徑尺寸（2）F一定，減小輪轂比，可以降低Dt（3）u一定，加大n，降低外徑尺寸 （考慮軸承，傳動(dòng)等因素限制

24、）22(1)4tFDd8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法一、氣動(dòng)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)一、氣動(dòng)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)1 壓縮機(jī)的質(zhì)量流量或進(jìn)口條件下的體積流量壓縮機(jī)的質(zhì)量流量或進(jìn)口條件下的體積流量2 壓縮機(jī)進(jìn)口氣體參數(shù)：壓力、溫度和速度壓縮機(jī)進(jìn)口氣體參數(shù)：壓力、溫度和速度3 壓縮機(jī)出口壓力或壓比壓縮機(jī)出口壓力或壓比4 工質(zhì)工質(zhì) 組成成分，氣體熱力性質(zhì)參數(shù)，組成成分，氣體熱力性質(zhì)參數(shù)，k，cp，R等等5 轉(zhuǎn)速要求轉(zhuǎn)速要求*6 特殊要求：效率、尺寸、重量、噪音、轉(zhuǎn)速變化范圍、變工況特殊要求：效率、尺寸、重量、噪音、轉(zhuǎn)速變化范圍、變工況8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法二、壓縮機(jī)進(jìn)出口元件計(jì)算二、壓縮機(jī)進(jìn)出口元件計(jì)算進(jìn)口元件：壓縮機(jī)進(jìn)

25、口截面至第一級進(jìn)口前的部分進(jìn)口元件：壓縮機(jī)進(jìn)口截面至第一級進(jìn)口前的部分/inininpRTmqAcinaappp15003300Paap2060m/sinc 60 100m/sinc 固定式壓縮機(jī)：固定式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：進(jìn)氣室進(jìn)口：進(jìn)氣室進(jìn)口：22ininapcTTc222221111222inininininincccccpp 111,p T22112ininpccTTc8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法收斂器進(jìn)口收斂器進(jìn)口180 120m/sac140210m/sinc 固定式壓縮機(jī)：固定式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：111.11.2acc221112ininconcc

26、pp0.940.98con2211112pccTTc111pRT2 壓縮機(jī)出口元件計(jì)算壓縮機(jī)出口元件計(jì)算出口截面出口截面-擴(kuò)壓器出口擴(kuò)壓器出口(1)minoutincadTTT0.820.92ad2060m/soutc60 100m/soutc固定式壓縮機(jī)：固定式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：出口截面出口截面8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法擴(kuò)壓器出口截面擴(kuò)壓器出口截面0.90.95zoutcczoutzppp010.8z222outzzoutpccTTczzzpRT22222222zoutzoutoutzzoutzoutoutcccccpp 8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法

27、擴(kuò)壓器前截面擴(kuò)壓器前截面222zzzzpccTTc80 110m/szc 100 170m/soutc固定式壓縮機(jī)：固定式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：222zzzzddccpp0.60.8d8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法三、方案計(jì)算與比較三、方案計(jì)算與比較根據(jù)原始數(shù)據(jù)及進(jìn)出口元件計(jì)算所得的第一級前與末級后的氣流參數(shù)，可求得通流部分級組總的能量頭，然后自行選定c1a，ut，W，d1，u等參數(shù)以及通流部分形式，即可計(jì)算并確定第一級和末級的主要幾何尺寸（通流面積，內(nèi)外徑，葉片高度）等。進(jìn)行方案比較。1 總絕熱能量頭總絕熱能量頭11111kkzadpkHRTkp8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法admad

28、adadadhHH0.880.95adm8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法1(1)11admkkcadckkc8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法2 第一級幾何尺寸第一級幾何尺寸馬赫數(shù)大，葉片長，工作條件差；馬赫數(shù)大，葉片長，工作條件差；影響到后面各級及整機(jī)性能影響到后面各級及整機(jī)性能190 120m/sac1140200m/sac固定式壓縮機(jī)：固定式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：200300m/stu 10.50.75d 10.50.8 300380m/stu 10.40.6d 10.40.7 8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法第一級通流面積第一級通流面積11mak mFc1.011.02mk 11214(1)

29、tFDd111htDd D112htDDD112thDDl160ttunD60Dnumzzazk mFc1.021.03mk hzztzDdD2tzhzzDDl8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法末級通流面積末級通流面積3 末級幾何尺寸末級幾何尺寸等外徑等外徑214zhztFDD等內(nèi)徑等內(nèi)徑214ztzhFDD8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法4 第一級能量頭，壓縮功和壓縮機(jī)級數(shù)第一級能量頭，壓縮功和壓縮機(jī)級數(shù)11acu111bt11h21thu h11adtadhh10.880.93ad11.11.2admadhh1725kJ/kgadmh固定式壓縮機(jī)：固定式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：運(yùn)輸式壓縮機(jī)：2035kJ/kgadmhadadmhZh或或8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法5 第一級馬赫數(shù)第一級馬赫數(shù)2112hwu2112wuhMa1akRT等反動(dòng)度流型，馬赫數(shù)沿半徑變化不大等反動(dòng)度流型，馬赫數(shù)沿半徑變化不大8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法等環(huán)量級等環(huán)量級221 (1)ttDD 1attcu2ttthhu2112wuhMa221 (1)hhDD 是否負(fù)值？是否負(fù)值？8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法不同不同1, ,atcu d 比較比較1, ,wZ Ml n最佳方案最佳方案8-3 平面葉柵氣動(dòng)設(shè)計(jì)法四、逐級熱力計(jì)算與氣動(dòng)