發(fā)動機(jī)原理第二章4節(jié)

1、第二章第二章發(fā)動機(jī)部件工作原理發(fā)動機(jī)部件工作原理內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 進(jìn)氣道進(jìn)氣道 功能和要求功能和要求 進(jìn)氣道的性能參數(shù)：總壓恢復(fù)系數(shù)與沖壓比進(jìn)氣道的性能參數(shù)：總壓恢復(fù)系數(shù)與沖壓比 亞音速進(jìn)氣道和超音速進(jìn)氣道的基本工作原理亞音速進(jìn)氣道和超音速進(jìn)氣道的基本工作原理 超音速進(jìn)氣道的三種基本類型及優(yōu)缺點超音速進(jìn)氣道的三種基本類型及優(yōu)缺點 超音速進(jìn)氣道的三種工作狀態(tài)超音速進(jìn)氣道的三種工作狀態(tài) 超音速進(jìn)氣道的調(diào)節(jié)超音速進(jìn)氣道的調(diào)節(jié)2022年7月1日2內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 尾噴管尾噴管 功能和要求功能和要求 尾噴管的分類尾噴管的分類(純收斂型、收斂純收斂型、收斂-擴(kuò)張型擴(kuò)張型) 純收斂型尾噴管的三種工作狀態(tài)和推

2、力公式純收斂型尾噴管的三種工作狀態(tài)和推力公式 收斂收斂-擴(kuò)張型尾噴管四種主要類型擴(kuò)張型尾噴管四種主要類型2022年7月1日3第二章第二章發(fā)動機(jī)部件工作原理發(fā)動機(jī)部件工作原理 第一節(jié)第一節(jié) 氣動熱力基礎(chǔ)氣動熱力基礎(chǔ) 第二節(jié)第二節(jié) 進(jìn)氣道進(jìn)氣道 第三節(jié)第三節(jié) 尾噴管尾噴管 第四節(jié)第四節(jié) 壓氣機(jī)壓氣機(jī) 第五節(jié)第五節(jié) 渦輪渦輪 第六節(jié)第六節(jié) 燃燒室燃燒室2022年7月1日4第四節(jié)第四節(jié) 壓氣機(jī)壓氣機(jī)一、生活中的葉輪機(jī)一、生活中的葉輪機(jī)風(fēng)車、水車、電風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)、水輪機(jī)、風(fēng)車、水車、電風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)、水輪機(jī)、水泵、螺旋槳（飛機(jī)、輪船）水泵、螺旋槳（飛機(jī)、輪船）2022年7月1日5一、生活中

3、的葉輪機(jī)一、生活中的葉輪機(jī) 電腦芯片的風(fēng)扇：電腦芯片的風(fēng)扇： 由微型電機(jī)驅(qū)動，向散熱器提供冷卻空氣由微型電機(jī)驅(qū)動，向散熱器提供冷卻空氣 發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)：發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)： 由渦輪驅(qū)動，向燃燒室提供高壓空氣由渦輪驅(qū)動，向燃燒室提供高壓空氣2022年7月1日6一、生活中的葉輪機(jī)一、生活中的葉輪機(jī) 壓氣機(jī)壓氣機(jī)2022年7月1日730個大氣壓1.5個大氣壓3個大氣壓一、生活中的葉輪機(jī)一、生活中的葉輪機(jī)2022年7月1日8大涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)大涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)一、生活中的葉輪機(jī)一、生活中的葉輪機(jī)2022年7月1日9小涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)小涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)二、功能、要求及分類二、功能、要求及分類

4、 功能功能加功增壓，即對氣流進(jìn)行壓縮以提高壓力加功增壓，即對氣流進(jìn)行壓縮以提高壓力 設(shè)計要求設(shè)計要求流通能力強(qiáng)、效率高、穩(wěn)定、重量輕流通能力強(qiáng)、效率高、穩(wěn)定、重量輕 分類分類離心式離心式和和軸流式軸流式2022年7月1日10三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理1、組成、組成 多級組成，每一級由轉(zhuǎn)子與靜子組成。多級組成，每一級由轉(zhuǎn)子與靜子組成。 轉(zhuǎn)子（工作輪）：葉片、盤、軸轉(zhuǎn)子（工作輪）：葉片、盤、軸 靜子（導(dǎo)向器）：葉片、機(jī)匣靜子（導(dǎo)向器）：葉片、機(jī)匣 轉(zhuǎn)子在前、靜子在后，交錯排列轉(zhuǎn)子在前、靜子在后，交錯排列2022年7月1日11轉(zhuǎn)子靜子三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓

5、原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 分解分解 級級基元級基元級平面葉柵平面葉柵 平面葉柵平面葉柵 動葉柵動葉柵 靜葉柵靜葉柵2022年7月1日12三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 截面編號截面編號 1 動葉進(jìn)口動葉進(jìn)口 2 動葉出口（靜葉進(jìn)口）動葉出口（靜葉進(jìn)口） 3 靜葉出口靜葉出口2022年7月1日13三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 靜葉柵靜葉柵2022年7月1日14三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 氣流

6、在靜葉柵中的流動氣流在靜葉柵中的流動伯努利方程伯努利方程dp 0 V3 V22022年7月1日1532232202fsVVdpW對于亞音氣流，減速對于亞音氣流，減速必須經(jīng)過必須經(jīng)過擴(kuò)張形通道擴(kuò)張形通道三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 氣流在靜葉柵中的流動氣流在靜葉柵中的流動 利用葉型偏向軸線彎曲，使葉片之間形成擴(kuò)張利用葉型偏向軸線彎曲，使葉片之間形成擴(kuò)張形氣流通道；形氣流通道； 氣體流經(jīng)擴(kuò)張通道減速增壓（亞音速）；氣體流經(jīng)擴(kuò)張通道減速增壓（亞音速）；2022年7月1日16三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓

7、原理、亞音基元級增壓原理 動葉柵動葉柵2022年7月1日17三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 氣體在動葉柵中的流動：氣體在動葉柵中的流動： 速度三角形（進(jìn)口）：速度三角形（進(jìn)口）： 氣流流向動葉的絕對速度氣流流向動葉的絕對速度V1； 葉片轉(zhuǎn)動切線速度為葉片轉(zhuǎn)動切線速度為U1； 氣流進(jìn)入動葉的相對速度為氣流進(jìn)入動葉的相對速度為W1。 速度三角形（出口）：速度三角形（出口）： 氣流流出動葉的相對速度為氣流流出動葉的相對速度為W2； 葉片轉(zhuǎn)動切線速度為葉片轉(zhuǎn)動切線速度為U2； 氣流流出動葉的絕對速度為氣流流出動葉的絕對速度為V2。2022年7

8、月1日18三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 氣體在動葉柵中的流動：氣體在動葉柵中的流動： 近似認(rèn)為動葉前后切向速度不變近似認(rèn)為動葉前后切向速度不變U1 U2 氣流在動葉中氣流在動葉中相對速度相對速度降低，降低，W2 W1（減速增壓）（減速增壓） 氣流流經(jīng)動葉的氣流流經(jīng)動葉的絕對速度絕對速度增加，即增加，即V2 V1（轉(zhuǎn)子做功）（轉(zhuǎn)子做功）2022年7月1日19三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 氣體在動葉柵中的流動：氣體在動葉柵中的流動： 伯努利方程（相對坐標(biāo)系）伯努利方程（相對坐

9、標(biāo)系） dp 0 W2 W12022年7月1日2022221102frWWdpW葉型彎曲形成擴(kuò)張通道，相對葉型彎曲形成擴(kuò)張通道，相對速度減小，壓力提高速度減小，壓力提高三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 氣體在動葉柵中的流動：氣體在動葉柵中的流動： 伯努利方程（絕對坐標(biāo)系）伯努利方程（絕對坐標(biāo)系） 兩式相減，得：兩式相減，得：2022年7月1日212222112ufrVVdpWW2222211222uVVWWW壓氣機(jī)對氣體作輪緣功絕對動能增量壓氣機(jī)對氣體作輪緣功絕對動能增量+相對動能增量相對動能增量動葉增壓原理：加功、增速、增壓動葉增壓原

10、理：加功、增速、增壓三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 流動本質(zhì)：流動本質(zhì)： 氣體在動葉和靜葉中的流動過程，本質(zhì)上都是氣體在動葉和靜葉中的流動過程，本質(zhì)上都是亞音速氣體的減速增壓過程。亞音速氣體的減速增壓過程。2022年7月1日22三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 壓氣機(jī)葉柵壓氣機(jī)葉柵2022年7月1日23三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理2、亞音基元級增壓原理、亞音基元級增壓原理 氣體在軸流壓氣機(jī)中的參數(shù)變化氣體在軸流壓氣機(jī)中的參數(shù)變化2022年7月1日24三、軸流

11、式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理3、超音葉柵增壓原理、超音葉柵增壓原理2022年7月1日25 進(jìn)口超音速氣流進(jìn)口超音速氣流W1經(jīng)激波后降為亞音經(jīng)激波后降為亞音流流W2 ，靜壓提高，靜壓提高 然后氣流轉(zhuǎn)彎速度然后氣流轉(zhuǎn)彎速度降到降到W2 ，靜壓進(jìn)，靜壓進(jìn)一步提高一步提高 Mw1=1.3-1.5,總壓總壓恢復(fù)系數(shù)恢復(fù)系數(shù)=0.97-0.94級增壓比級增壓比=1.8-2.2三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理4、壓氣機(jī)級、壓氣機(jī)級 葉片扭轉(zhuǎn)葉片扭轉(zhuǎn)因沿葉高的切線速度大小不同因沿葉高的切線速度大小不同相對速度大小和方向均不同相對速度大小和方向均不同速度三角形不同；速度三角形不同；2

12、022年7月1日26三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理4、壓氣機(jī)級、壓氣機(jī)級 葉片扭轉(zhuǎn)葉片扭轉(zhuǎn)2022年7月1日27三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理5、全臺壓氣機(jī)、全臺壓氣機(jī) 沿壓氣機(jī)軸向，隨氣體不斷被增壓，氣體沿壓氣機(jī)軸向，隨氣體不斷被增壓，氣體密度加大，氣流通道逐級縮小，葉片變短密度加大，氣流通道逐級縮小，葉片變短2022年7月1日28三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理思考：是否可以只采用靜子葉片減速增壓？思考：是否可以只采用靜子葉片減速增壓？可否取消動葉？可否取消動葉？ 否否 如果不對氣體作功，只靠減速增壓，壓力如果不對氣體作功，只靠減速增壓，

13、壓力增加程度充其量等于來流總壓；增加程度充其量等于來流總壓； 動葉對氣體作功加入能量，動葉對氣體作功加入能量，增加絕對動能增加絕對動能，使氣流在其后的靜葉中有足夠的能量減，使氣流在其后的靜葉中有足夠的能量減速增壓；速增壓； 排列順序：動葉在前，靜葉在后。排列順序：動葉在前，靜葉在后。2022年7月1日29三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理級增壓原理：級增壓原理： 動葉動葉 加功增速加功增速 靠擴(kuò)張葉柵通道減相對速度，增加壓力；靠擴(kuò)張葉柵通道減相對速度，增加壓力； 靜葉靜葉 使在動葉中獲得能量的氣流，通過擴(kuò)張葉柵通使在動葉中獲得能量的氣流，通過擴(kuò)張葉柵通道減速增壓道減速增壓 同時靜

14、子還起導(dǎo)向作用將氣流引導(dǎo)到一定方向同時靜子還起導(dǎo)向作用將氣流引導(dǎo)到一定方向，為順利進(jìn)入下一級做準(zhǔn)備，為順利進(jìn)入下一級做準(zhǔn)備2022年7月1日30三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理氣體參數(shù)的變化氣體參數(shù)的變化 動葉動葉 靜溫增加靜溫增加 靜壓增加靜壓增加 總溫增加（動葉做功）總溫增加（動葉做功） 總壓增加總壓增加 絕對速度增加（動葉做功）絕對速度增加（動葉做功） 相對速度下降（減速擴(kuò)壓）相對速度下降（減速擴(kuò)壓）2022年7月1日31三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理三、軸流式壓氣機(jī)增壓原理氣體參數(shù)的變化氣體參數(shù)的變化 靜葉靜葉 靜溫增加靜溫增加 靜壓增加靜壓增加 總溫不變總溫不變 總壓小幅下

15、降（有損失）總壓小幅下降（有損失） 速度下降（減速擴(kuò)壓）速度下降（減速擴(kuò)壓）2022年7月1日32四、熱力過程及主要參數(shù)四、熱力過程及主要參數(shù)1、熱力過程、熱力過程 理想情況：絕熱等熵壓縮理想情況：絕熱等熵壓縮 實際情況：不可逆壓縮（近似多變壓縮）實際情況：不可逆壓縮（近似多變壓縮）2022年7月1日33hSP2*P1*等熵等熵理想壓縮功理想壓縮功實際壓縮功實際壓縮功12i2四、熱力過程及主要參數(shù)四、熱力過程及主要參數(shù)2、效率計算、效率計算 等熵過程的關(guān)系式：等熵過程的關(guān)系式： 等熵壓縮功：等熵壓縮功： 實際壓縮功實際壓縮功 壓氣機(jī)效率壓氣機(jī)效率2022年7月1日341*2111kkTT等熵壓

16、縮功實際壓縮功1*211()(1)kipipkWc TTc T22111()(1)kppTWc TTc TT11()*2211()iikTpTp在給定的增壓比和進(jìn)口總溫的條件下，在給定的增壓比和進(jìn)口總溫的條件下，壓氣機(jī)出口溫度越高，效率越低。壓氣機(jī)出口溫度越高，效率越低。 0.820.87四、熱力過程及主要參數(shù)四、熱力過程及主要參數(shù)3、壓氣機(jī)主要性能參數(shù)、壓氣機(jī)主要性能參數(shù) 增壓比：增壓比： 流量：流量： 轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速： 絕熱效率：絕熱效率：2022年7月1日35)(rpmn)/(skgqma*2*1kpp出口總壓進(jìn)口總壓1*2111kkTT等熵壓縮功實際壓縮功四、熱力過程及主要參數(shù)四、熱力過程

17、及主要參數(shù) 4、壓氣機(jī)實際壓縮功、壓氣機(jī)實際壓縮功 壓縮功與進(jìn)口氣流總溫、增壓比成正比，壓縮功與進(jìn)口氣流總溫、增壓比成正比，與效率成反比與效率成反比2022年7月1日361*1()1/kkkkkWCpT四、熱力過程及主要參數(shù)四、熱力過程及主要參數(shù)練習(xí)題（判斷）練習(xí)題（判斷） 只要壓氣機(jī)增壓比保持不變，則壓氣機(jī)對只要壓氣機(jī)增壓比保持不變，則壓氣機(jī)對單位工質(zhì)所做的功保持不變。單位工質(zhì)所做的功保持不變。 錯，功與進(jìn)口總溫、效率有關(guān)錯，功與進(jìn)口總溫、效率有關(guān) 只要壓氣機(jī)進(jìn)、出口總溫保持不變，則壓只要壓氣機(jī)進(jìn)、出口總溫保持不變，則壓氣機(jī)對單位工質(zhì)所做的功保持不變。氣機(jī)對單位工質(zhì)所做的功保持不變。 對對2

18、022年7月1日37作業(yè)作業(yè)1、在一臺多級壓氣機(jī)中，第一級和第二級對、在一臺多級壓氣機(jī)中，第一級和第二級對空氣的加功量都是空氣的加功量都是30kJ/kg，級效率都是，級效率都是0.84，那么第一級和第二級增壓比是否相同，為，那么第一級和第二級增壓比是否相同，為什么？什么？2、在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，測得某壓氣機(jī)的平均、在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，測得某壓氣機(jī)的平均出口總溫出口總溫550K，總壓，總壓738900Pa，求該壓氣機(jī)，求該壓氣機(jī)效率。效率。2022年7月1日38五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)1、壓氣機(jī)攻角、壓氣機(jī)攻角 攻角：攻角： 1k 幾何進(jìn)口角幾何進(jìn)口角; 1進(jìn)口氣流角進(jìn)口

19、氣流角 設(shè)計狀態(tài)攻角的選取：設(shè)計狀態(tài)攻角的選?。?亞音葉柵：略大于亞音葉柵：略大于0 超音葉柵：略小于超音葉柵：略小于0 可以近似認(rèn)為，設(shè)計可以近似認(rèn)為，設(shè)計狀態(tài)攻角為零（狀態(tài)攻角為零（i=0）2022年7月1日3911ki五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)2、葉型損失、葉型損失(類比機(jī)翼類比機(jī)翼)2022年7月1日40五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)3、壓氣機(jī)的設(shè)計狀態(tài)與非設(shè)計狀態(tài)、壓氣機(jī)的設(shè)計狀態(tài)與非設(shè)計狀態(tài) 正攻角工況（葉背出現(xiàn)分離）正攻角工況（葉背出現(xiàn)分離） 設(shè)計點工況（設(shè)計點工況（設(shè)計狀態(tài)設(shè)計狀態(tài)） 負(fù)攻角工況（葉盆出現(xiàn)分離）負(fù)攻角工況（葉盆出現(xiàn)

20、分離）2022年7月1日41五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)思考：下面哪些情況可能導(dǎo)致攻角增大？哪思考：下面哪些情況可能導(dǎo)致攻角增大？哪些情況可能導(dǎo)致攻角減??？些情況可能導(dǎo)致攻角減?。?流量不變，轉(zhuǎn)速增大（流量不變，轉(zhuǎn)速增大（+） 流量不變，轉(zhuǎn)速減?。髁坎蛔?，轉(zhuǎn)速減小（-） 轉(zhuǎn)速不變，流量減?。ㄞD(zhuǎn)速不變，流量減小（+） 轉(zhuǎn)速不變，流量增大（轉(zhuǎn)速不變，流量增大（-）2022年7月1日42五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)4、喘振、喘振 隨著攻角的增加：隨著攻角的增加： 部分葉片一定部位首先發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速或稱旋轉(zhuǎn)部分葉片一定部位首先發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速或稱旋轉(zhuǎn)分離；分

21、離； 分離區(qū)擴(kuò)展至整個壓氣機(jī)葉柵通道，發(fā)生喘振分離區(qū)擴(kuò)展至整個壓氣機(jī)葉柵通道，發(fā)生喘振2022年7月1日43五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)4、喘振、喘振 定義定義是壓氣機(jī)的一類氣動失穩(wěn)是壓氣機(jī)的一類氣動失穩(wěn)現(xiàn)象，其流量和壓升具有現(xiàn)象，其流量和壓升具有周期性的高振幅振蕩，周期性的高振幅振蕩，時而體現(xiàn)為非失速的正常時而體現(xiàn)為非失速的正常流動，時而表現(xiàn)為低流量流動，時而表現(xiàn)為低流量低壓升的失速流動。低壓升的失速流動。2022年7月1日44五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)4、喘振、喘振 危害：危害： 低頻、高振幅脈動；低頻、高振幅脈動； 非常強(qiáng)烈的機(jī)械振動；非

22、常強(qiáng)烈的機(jī)械振動； 強(qiáng)烈的放強(qiáng)烈的放“炮聲炮聲”； 發(fā)動機(jī)熄火；發(fā)動機(jī)熄火； 發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)“吐火吐火”2022年7月1日45五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)4、喘振、喘振 物理機(jī)制：物理機(jī)制： 流量減少，攻角增大，葉背出現(xiàn)分離流量減少，攻角增大，葉背出現(xiàn)分離 當(dāng)分離區(qū)擴(kuò)展至整個壓氣機(jī)葉柵通道，這時壓氣當(dāng)分離區(qū)擴(kuò)展至整個壓氣機(jī)葉柵通道，這時壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子喪失了將氣流壓向后方，克服后面高反壓機(jī)轉(zhuǎn)子喪失了將氣流壓向后方，克服后面高反壓的能力，于是流量急劇下降；的能力，于是流量急劇下降； 出口的高壓氣流會向進(jìn)口方向倒流，此時反壓降出口的高壓氣流會向進(jìn)口方向倒流，此時反壓降低，由于壓氣機(jī)

23、輪緣功的作用，又開始正向流動低，由于壓氣機(jī)輪緣功的作用，又開始正向流動； 喘振總是經(jīng)歷流動、分離、倒流、再流動、再分喘振總是經(jīng)歷流動、分離、倒流、再流動、再分離、再倒流的循環(huán)過程。離、再倒流的循環(huán)過程。2022年7月1日46五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)5、多級軸流壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作問題、多級軸流壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作問題2022年7月1日47五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)5、多級軸流壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作問題、多級軸流壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作問題 當(dāng)多級軸流壓氣機(jī)工作于設(shè)計狀態(tài)時，各當(dāng)多級軸流壓氣機(jī)工作于設(shè)計狀態(tài)時，各級轉(zhuǎn)子的攻角近似為級轉(zhuǎn)子的攻角近似為0，壓氣機(jī)處于高

24、效工，壓氣機(jī)處于高效工作狀態(tài)。作狀態(tài)。 思考：思考： 若多級軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)計值時，壓氣機(jī)若多級軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)計值時，壓氣機(jī)各級攻角會發(fā)生什么變化？各級攻角會發(fā)生什么變化？ 若轉(zhuǎn)速高于設(shè)計值時，各級攻角會發(fā)生什么變?nèi)艮D(zhuǎn)速高于設(shè)計值時，各級攻角會發(fā)生什么變化？化？2022年7月1日48五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)5、多級軸流壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作問題、多級軸流壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作問題2022年7月1日49五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)5、多級軸流壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作問題、多級軸流壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作問題2022年7月1日50五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣

25、機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)6、壓氣機(jī)防喘措施、壓氣機(jī)防喘措施 進(jìn)氣機(jī)匣處理進(jìn)氣機(jī)匣處理 中間級放氣中間級放氣 可轉(zhuǎn)動靜子導(dǎo)流葉片可轉(zhuǎn)動靜子導(dǎo)流葉片 多軸壓氣機(jī)：雙軸、三軸多軸壓氣機(jī)：雙軸、三軸2022年7月1日51五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)6、壓氣機(jī)防喘措施、壓氣機(jī)防喘措施 進(jìn)氣機(jī)匣處理（不需要掌握原理）進(jìn)氣機(jī)匣處理（不需要掌握原理） 重點是考慮多級壓氣機(jī)的前面級和后面級重點是考慮多級壓氣機(jī)的前面級和后面級2022年7月1日52五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)6、壓氣機(jī)防喘措施、壓氣機(jī)防喘措施 中間級放氣中間級放氣2022年7月1日53五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工

26、作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)6、壓氣機(jī)防喘措施、壓氣機(jī)防喘措施 可轉(zhuǎn)動靜子導(dǎo)流葉片可轉(zhuǎn)動靜子導(dǎo)流葉片2022年7月1日54五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)五、壓氣機(jī)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)6、壓氣機(jī)防喘措施、壓氣機(jī)防喘措施 多軸壓氣機(jī)：雙軸、三軸多軸壓氣機(jī)：雙軸、三軸2022年7月1日55六、壓氣機(jī)特性六、壓氣機(jī)特性1、特性的意義、特性的意義 壓氣機(jī)在設(shè)計狀態(tài)下工作時具有符合設(shè)計壓氣機(jī)在設(shè)計狀態(tài)下工作時具有符合設(shè)計要求的增壓比和效率要求的增壓比和效率 一臺設(shè)計完成的壓氣機(jī)不可能總在設(shè)計狀一臺設(shè)計完成的壓氣機(jī)不可能總在設(shè)計狀態(tài)下工作（如轉(zhuǎn)速變化）態(tài)下工作（如轉(zhuǎn)速變化） 當(dāng)工作條件偏離設(shè)計狀態(tài)時，壓氣機(jī)的增

27、當(dāng)工作條件偏離設(shè)計狀態(tài)時，壓氣機(jī)的增壓比和效率會發(fā)生變化壓比和效率會發(fā)生變化 在非設(shè)計條件下工作時壓氣機(jī)性能參數(shù)在非設(shè)計條件下工作時壓氣機(jī)性能參數(shù)（增壓比、效率）的變化為壓氣機(jī)特性（增壓比、效率）的變化為壓氣機(jī)特性2022年7月1日56六、壓氣機(jī)特性六、壓氣機(jī)特性2、性能參數(shù)變化原因、性能參數(shù)變化原因 外界條件：外界條件： 進(jìn)氣總壓進(jìn)氣總壓 進(jìn)氣總溫進(jìn)氣總溫 工作轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速 空氣流量空氣流量2022年7月1日57*1p*1T六、壓氣機(jī)特性六、壓氣機(jī)特性3、壓氣機(jī)特性圖、壓氣機(jī)特性圖 設(shè)外界條件不變，性能參數(shù)之間關(guān)系可如設(shè)外界條件不變，性能參數(shù)之間關(guān)系可如下表示：下表示： 將上式參數(shù)之間的關(guān)系

28、表示成曲線圖，即將上式參數(shù)之間的關(guān)系表示成曲線圖，即為壓氣機(jī)特性圖為壓氣機(jī)特性圖2022年7月1日58),(),(2*1*nqfnqfmakmak六、壓氣機(jī)特性六、壓氣機(jī)特性3、壓氣機(jī)特性圖、壓氣機(jī)特性圖2022年7月1日59 2 進(jìn)口集流器； 3 流量管壁面靜壓孔； 5 進(jìn)口導(dǎo)葉 ； 6 壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子 ；8 壓氣機(jī)靜子； 9 壓氣機(jī)出口總壓梳； 10 出口總壓耙 ； 11 異步交流電動機(jī)； 12 排氣管道； 13 流量調(diào)節(jié)堵錐。實驗內(nèi)容：通過調(diào)節(jié)堵錐控制壓氣機(jī)流量，在不同的轉(zhuǎn)速下，分析增壓比與效率的變化。六、壓氣機(jī)特性六、壓氣機(jī)特性3、壓氣機(jī)特性圖、壓氣機(jī)特性圖 在給定的轉(zhuǎn)速下，可以得到流量、

29、增壓比在給定的轉(zhuǎn)速下，可以得到流量、增壓比、效率之間的對應(yīng)關(guān)系、效率之間的對應(yīng)關(guān)系2022年7月1日60流量增壓比效率55.262292.153970.7258.996782.133510.7562.63062.096680.77365.428942.039390.7828968.227291.965730.7703470.461941.867520.7432472.253691.781590.7133674.427941.656780.67181六、壓氣機(jī)特性六、壓氣機(jī)特性3、壓氣機(jī)特性圖、壓氣機(jī)特性圖 增壓比與流量的關(guān)系：增壓比與流量的關(guān)系： 以空氣流量為橫坐標(biāo)以空氣流量為橫坐標(biāo) 增壓比為

30、縱坐標(biāo)增壓比為縱坐標(biāo)2022年7月1日61506070801.01.52.02.5 增壓比空氣流量（kg/s）六、壓氣機(jī)特性六、壓氣機(jī)特性3、壓氣機(jī)特性圖、壓氣機(jī)特性圖 效率與流量的關(guān)系：效率與流量的關(guān)系： 以空氣流量為橫坐標(biāo)以空氣流量為橫坐標(biāo) 效率為縱坐標(biāo)效率為縱坐標(biāo)2022年7月1日62506070801.0 效率空氣流量（kg/s）六、壓氣機(jī)特性六、壓氣機(jī)特性2022年7月1日63506070801.0 效率506070801.01.52.02.5 增壓比空氣流量（kg/s）六、壓氣機(jī)特性六、壓氣機(jī)特性3、壓氣機(jī)特性圖、壓氣機(jī)特性圖 將不同轉(zhuǎn)速的特性表示在一張圖上：將不同轉(zhuǎn)速的特性表示在一張圖上：2022年7月1日642040608010012014012345n=9000rpmn=8000rpmn=5000rpm 增壓比空氣流量（kg/s） 增壓比n=3000rpm204060801001201401.0 效率 效率n=9000rpmn=8000rpmn=5000rpm n=3000rpm),(),(的條件下,在給定2*1*1*1nqfnqfTpmakmak