軸流式壓氣機(jī)與軸流式透平的比較

軸流式壓氣機(jī)與軸流式透平的比較通過(guò)第3章和本章的討論，我們可以看出：軸流式壓氣機(jī)與軸流式燃?xì)馔钙?，無(wú)論在結(jié)構(gòu)上和工作原理上，都有類似的共同特點(diǎn)?？偫ㄆ饋?lái)說(shuō)，軸流式壓氣機(jī)的工作過(guò)程無(wú)非就是軸流式燃?xì)馔钙焦ぷ鬟^(guò)程的逆向過(guò)程而已。因此，在結(jié)構(gòu)上它們必然也是對(duì)應(yīng)地逆置的。通過(guò)表5-1對(duì)比，可以使我們對(duì)這個(gè)問(wèn)題有一個(gè)更加明確的認(rèn)識(shí)。表5-1軸流式壓氣機(jī)與軸流式燃?xì)馔钙降膶?duì)比項(xiàng)目軸流式壓氣機(jī)軸流式燃?xì)馔钙皆诠ぷ髟矸矫娴谋容^1．它是依靠外界施加的機(jī)械外功ly，讓壓氣機(jī)的工作葉輪連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，把外界大氣中的空氣連續(xù)而穩(wěn)定地吸入到壓氣機(jī)中去，逐級(jí)地完成壓縮過(guò)程。在此同時(shí)，空氣的溫度、壓力和焓值都增高了，由此達(dá)到把外界施加的機(jī)械外功ly，通過(guò)工作葉輪傳遞給空氣，使其轉(zhuǎn)化成功為蘊(yùn)儲(chǔ)到高壓空氣中去的能量1．它是依靠高溫高壓的燃?xì)?，在燃?xì)馔钙街凶鬟B續(xù)穩(wěn)定的絕熱流動(dòng)，使染器逐級(jí)地完成膨脹過(guò)程，推動(dòng)工作葉輪旋轉(zhuǎn)。在此同時(shí)，燃?xì)獾臏囟?、壓力和焓值都降低了。由此達(dá)到把高溫高壓燃?xì)庵兴N(yùn)儲(chǔ)的能量，轉(zhuǎn)化成為對(duì)外界輸出的膨脹軸功lt2．低壓空氣接受外功進(jìn)行壓縮的過(guò)程是在壓氣機(jī)級(jí)的裝有動(dòng)葉葉柵的工作葉輪和擴(kuò)壓靜葉柵中完成的。在Ωt>0的壓氣機(jī)級(jí)中，外界通過(guò)工作葉輪傳遞給空氣的壓縮軸ly中，一部分被用來(lái)增加氣流絕對(duì)速度的動(dòng)能，另一部分被用來(lái)使空氣在工作動(dòng)葉柵中直接增加，當(dāng)時(shí)ly=u·(c2u-c1u)=(c22-c12)/2+(w12-w22)/2當(dāng)空氣在動(dòng)葉柵中直接增壓時(shí)，將表現(xiàn)為在動(dòng)葉葉柵中氣流相對(duì)速度會(huì)逐漸降低下來(lái)。在擴(kuò)壓靜葉柵中，氣流與外界沒(méi)有機(jī)械功量和熱能的交換，高速氣流在流經(jīng)其中時(shí)，絕對(duì)速度的動(dòng)能將逐漸降低，而轉(zhuǎn)化成為空氣的壓力勢(shì)能，從而達(dá)到增壓的目的2．高溫高壓燃?xì)獾呐蛎涀鞴^(guò)程是在透平級(jí)的噴嘴環(huán)(靜葉柵)和裝有動(dòng)葉葉柵的工作葉輪中完成的。在靜葉柵中氣體的膨脹過(guò)程并不直接對(duì)外作功，它只是使燃?xì)獾慕^對(duì)速度增高，燃?xì)獾牟糠朱手到祵⑥D(zhuǎn)化成為燃?xì)饨^對(duì)速度動(dòng)能的增加在沖動(dòng)式透平的動(dòng)葉葉柵中，燃?xì)獠辉倮^續(xù)發(fā)生膨脹，氣流的相對(duì)速度將維持不變，但絕對(duì)速度卻降低了與此同時(shí)，通過(guò)工作葉輪、燃?xì)鈱?duì)外作出機(jī)械軸功，它的數(shù)量是ly=u(c1u+c2u)=(c12-c22)/2即工作葉輪所獲得的機(jī)械軸功量，完全是由燃?xì)饬鬟^(guò)動(dòng)葉葉柵時(shí)絕對(duì)速度動(dòng)能的降低轉(zhuǎn)化而來(lái)的。在反動(dòng)式透平的動(dòng)葉葉柵中，燃?xì)膺€會(huì)進(jìn)一步發(fā)生膨脹，那時(shí)氣流的相對(duì)速度增高了，但絕對(duì)速度卻仍然是下降的。與此同時(shí)，通過(guò)工作葉輪，燃?xì)鈱?duì)外界作出了機(jī)械軸功，它的數(shù)量是lt=u(c1u+c2u)=(c12-c22)/2+(w22-w12)/2即工作葉輪所獲得的機(jī)械功量是由兩部分能量轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的。一部分是由氣流流過(guò)動(dòng)葉柵時(shí)絕對(duì)速度動(dòng)能的降低轉(zhuǎn)化而來(lái)的；另一部分則是由氣流在動(dòng)葉柵中繼續(xù)膨脹時(shí)所發(fā)生的膨脹軸功轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的。而后者的數(shù)值在扣除了摩擦等不可逆能量損失后，就等于氣流流過(guò)動(dòng)葉柵時(shí)相對(duì)速度動(dòng)能的增量續(xù)表項(xiàng)目軸流式壓氣機(jī)軸流式燃?xì)馔钙皆诠ぷ髟矸矫娴谋容^3．在Ωt>0的壓氣機(jī)級(jí)中，氣流速度三角形的圖形為：它的特點(diǎn)是：∣w1∣>∣w2∣∣c1∣<∣c2∣∣β1∣<∣β2∣∣α1∣>∣α2∣在動(dòng)葉葉柵中氣流折轉(zhuǎn)角ε較小3．在反動(dòng)式透平級(jí)中，氣流速度三角形的圖形為：它的特點(diǎn)是：∣w1∣<∣w2∣∣c1∣>∣c2∣∣β1∣>∣β2∣∣α1∣<∣α2∣在動(dòng)葉葉柵中氣流折轉(zhuǎn)叫ε很大在工作原理方面的比較4.整臺(tái)壓氣機(jī)壓縮過(guò)程的焓熵圖是：4.整臺(tái)燃?xì)馔钙脚蛎涍^(guò)程的焓熵圖是：5.壓氣機(jī)的等熵壓縮效率：式中5.燃?xì)馔钙降牡褥嘏蛎浶剩菏街?.壓氣機(jī)的壓縮軸功6.燃?xì)馔钙降呐蛎涊S功續(xù)表項(xiàng)目軸流式壓氣機(jī)軸流式燃?xì)馔钙皆跂诺冉Y(jié)夠方面的比較1．從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，空氣在壓氣機(jī)中經(jīng)受壓縮而從外界接受外功的基本單位是壓氣機(jī)級(jí)，它是由一列裝有動(dòng)葉柵的工作葉輪和一排擴(kuò)壓靜葉柵彼此串聯(lián)而成的，即由圖可直壓氣機(jī)動(dòng)葉片的旋轉(zhuǎn)方向是從背指向葉腹的1．從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，燃?xì)庠谕钙街邪l(fā)生膨脹而對(duì)外作功的基本單位是透平級(jí)的，它是由一拍噴嘴環(huán)(靜葉柵)和一個(gè)裝有動(dòng)葉柵的工作葉輪彼此串聯(lián)而成的，即由圖可知透平動(dòng)葉片的旋轉(zhuǎn)方向是從葉腹指向葉背的2．在Ωt>0的壓氣機(jī)中，動(dòng)葉柵和擴(kuò)壓靜葉柵的流道截面，在沿氣流的流動(dòng)方向上都是做成逐漸擴(kuò)張形的，如圖3-7所示。動(dòng)葉的彎曲角θ不能做得很大2．在反動(dòng)式透平中，靜葉柵和動(dòng)葉柵的流道截面，在沿氣流的流動(dòng)方向上，都是做成逐漸收縮的收斂形的，如圖5-17所示。動(dòng)葉的彎曲角θ可以做得比較大 3．動(dòng)葉的運(yùn)動(dòng)方向是與氣流流過(guò)動(dòng)葉柵時(shí)作用在其上的切向推力Pu的方向剛好相反。也就是說(shuō)，動(dòng)葉是沿著由葉背指向葉腹的方向作切向運(yùn)動(dòng)的。因而當(dāng)空氣流過(guò)動(dòng)葉柵時(shí)，慰藉必須有機(jī)械功作用在工作葉輪上，并傳遞給流動(dòng)的空氣由于在燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)是由燃?xì)馔钙街苯訋?dòng)的，即兩者的旋轉(zhuǎn)方向彼此相同，這就要求在燃?xì)廨啓C(jī)中壓氣機(jī)動(dòng)葉的彎曲方向必須與透平動(dòng)葉的彎曲方向相反，當(dāng)然靜葉的彎曲方向也是如此3．動(dòng)葉的運(yùn)動(dòng)方向是與氣流流過(guò)動(dòng)葉柵時(shí)，作用在其上的切向推力Pu的方向相一致，也就是說(shuō)，動(dòng)葉是沿著葉腹指向葉背的方向作切向運(yùn)動(dòng)的。因而當(dāng)氣流流過(guò)動(dòng)葉柵時(shí)，可以推動(dòng)工作葉輪旋轉(zhuǎn)而對(duì)外界作出機(jī)械功續(xù)表項(xiàng)目軸流式壓氣機(jī)軸流式燃?xì)馔钙皆跂诺冉Y(jié)夠方面的比較4．由于空氣在壓氣機(jī)中的壓縮作用，氣流的容積將不斷減小，因而就整臺(tái)壓氣機(jī)的通流部分來(lái)說(shuō)，流道的縱剖面形狀是做成逐漸收斂形的，即在沿氣流流動(dòng)的軸向方向，葉柵的高度是不斷縮短的，如下圖所示4．由于燃?xì)庠谕钙街械呐蛎涀饔?，氣流的容積將不斷增大，因而就整臺(tái)透平的通流部分來(lái)說(shuō)，流道的縱剖面形狀是做成逐漸擴(kuò)張形的，既在沿氣流流動(dòng)的軸向方向，葉柵的高度是不斷地增高的，