发动机原理(第二章压气机特性)教学课件

1、 F主要参数主要参数 增压比：增压比： 流量：流量： 转速：转速： 多变压缩功：多变压缩功： 绝热效率：绝热效率： kkadk kkk ma k WW CpTW rpmn skgq p p / / 1)( )( )/( * * 1 * 1 * 1 * 2 * 引起性能参数变化的原因引起性能参数变化的原因 F外界条件：进气总温、进气总压外界条件：进气总温、进气总压 F工作转速工作转速 F压气机空气流量压气机空气流量 ),( ),( * 1 * 12 * * 1 * 11 * Tpnqf Tpnqf mak mak 2、压气机特性实验、压气机特性实验 F实验设备（实验设备（P74） F实验过程实验

2、过程 在一定的压力、温度下：在一定的压力、温度下： u固定转速，改变容积固定转速，改变容积 流量流量 u测取进口和出口测取进口和出口 气流总温、总压气流总温、总压 u流量测量管测取流量流量测量管测取流量 u压气机转轴扭矩压气机转轴扭矩 ),( ),( )( 2 * 1 * 111 nqf nqf qfVAq vk vk vama F整理测取数据（整理测取数据（P75） 容积流量容积流量 增压比增压比 效率效率 F一定进气条件的特性一定进气条件的特性 等转速线等转速线 等效率线等效率线 稳定边界线稳定边界线 3、通用特性线、通用特性线 F相似理论相似理论 F相似准则相似准则 几何相似几何相似 运

3、动相似运动相似 u对应点速度方向相同，大小成比例对应点速度方向相同，大小成比例 动力相似动力相似 u轴向轴向Ma相等相等 u切向切向Mu相等相等 ),( ),( 2 * 1 * uak uak MMf MMf 由由： 所以所以： 通用特性通用特性 11 2 2 1 * 1 111 * 1 * 1 60 ),( ) 2 1 1( )()( T n C kRT Dn a u M MMf M k T n T n MfqKA p Tq u au a a ma ),( ),( * 1 * 1 * 1 2 * * 1 * 1 * 1 1 * T n p Tq f T n p Tq f ma k ma k

4、通用特性图通用特性图 F相似流量为横坐标相似流量为横坐标 F增压比为纵坐标增压比为纵坐标 F相似转速为参变量相似转速为参变量 F三种线三种线 等相似转速线等相似转速线 等效率线等效率线 不稳定边界线不稳定边界线 F稳定工作范围稳定工作范围 F高效率区高效率区 F如果设计点如果设计点 在在P点点 相似流量变化相似流量变化 uP A uP B 相似转速变化相似转速变化 uP C uP D )( 11 * 1 * 1 qkA p Tq ma 通用特性线的变化原因通用特性线的变化原因 F当相似转速一定、减少当相似转速一定、减少 相似流量将引起相似流量将引起 P A F正攻角、叶背分离正攻角、叶背分离

5、F扭速增加，增压比增加扭速增加，增压比增加 F效率先升后降效率先升后降 F严重时喘振严重时喘振 低频、高振幅脉动低频、高振幅脉动 放放“炮声炮声” “吐火吐火” F后果：强烈振动、熄火后果：强烈振动、熄火 喘振的发生：喘振的发生： F气流以大的正攻角进入动叶时，叶背严气流以大的正攻角进入动叶时，叶背严 重分离，流通通道受阻，压气机增压能重分离，流通通道受阻，压气机增压能 力严重下降。由于后面高压气体始终有力严重下降。由于后面高压气体始终有 一种回冲趋势，当气流前进的动能不足一种回冲趋势，当气流前进的动能不足 以克服回冲趋势时，产生倒流。当产生以克服回冲趋势时，产生倒流。当产生 倒流后，缓解了反

6、压，气流在动叶推动倒流后，缓解了反压，气流在动叶推动 下，又开始正向流动。但流量仍嫌少，下，又开始正向流动。但流量仍嫌少， 攻角又加大，使后面气流再次回冲。如攻角又加大，使后面气流再次回冲。如 此反复，压气机内气流轴向震荡此反复，压气机内气流轴向震荡喘振喘振 通用特性线的变化原因通用特性线的变化原因 F当相似转速一定、增加当相似转速一定、增加 相似流量引起相似流量引起 P B F负攻角、叶盆分离负攻角、叶盆分离 F扭速减小，增压比下降扭速减小，增压比下降 F效率下降效率下降 F通道严重时堵塞通道严重时堵塞 通用特性线的变化原因通用特性线的变化原因 F当相似转速下降引起当相似转速下降引起 F P

7、 C 增压比下降增压比下降 效率先增后降效率先增后降 压气机前面级正攻角压气机前面级正攻角 叶背分离叶背分离 压气机后面级负攻角压气机后面级负攻角 叶盆分离叶盆分离 F当相似转速增加引起当相似转速增加引起 F P D 喘振裕度及防喘措施喘振裕度及防喘措施 F喘振裕度：喘振裕度： SM （ 12%） F防喘措施防喘措施 中间级放气中间级放气 可转动静子导流叶片可转动静子导流叶片 进气机匣处理进气机匣处理 双轴、三轴双轴、三轴 %1001 )( )( 1 1 * * q q SM k k 中间级放气防喘中间级放气防喘 F在压气机中间级设计放气门，当通道堵塞时，打开在压气机中间级设计放气门，当通道堵塞时，打开 放气门，放掉一部分气，使通道堵塞现象缓解，前放气门，放掉一部分气，使通道堵塞现象缓解，前 面级进气速度增加，进气迎角减小，消除了叶背分面级进气速度增加，进气迎角减小，消除了叶背分 离。离。 可转动静子导流叶片防喘可转动静子导流叶片防喘 F通过调节静子叶片角度，使动叶进口气流的绝通过调节静子叶片角度，使动叶进口