压气机性能试验报告组

0.80.30.80.3实验名称

压气机性实验一、实目的掌握轴流压气机内流动、加功增压原理和特性；熟悉压气机气动参数测量和计算方法。二、实内容1

性测中气参测与度角一台压气机在设计完成后，组装到核心机之前一定要经过部件试验的验证。达到设计指标的才能进行组装。这部分试验内容称之为压气机的性能测试。其中最主要的性能参数集中反映在流、压比和效率这几个参数上了能绘制速度三角形试验要求在设计和近失速这两个特征状态下，测量如下气动参数：流量管静压、转子进出口外壁静压、静子出口外壁静压、转子进出口和静子出口平均半径处的总压、转子出口平均半径处的气流偏角以及其它必要的辅助参数。、定合速压机性线压气机的性能用特性曲线来表示。对于高速压气机，通常的特性曲线图为流量－总压比图和流量－效率图。但对于低速压气机，其横坐标则常用流量系数来表示，而压比可用压升或压升系数来表示。试验时首先要在流量全开的情况下将转速开至待测转速。待0.7转速稳定后逐渐减小排气阀关度，通过减小排气面积来20.6提高反压，从而得到同一转速下不同流量点的特性。当0.5流量减小到一定值时就会发生失速或喘振，此时应退出0.4失速或喘振状态。将同一转速下的这些测点连接起来就成为一条特性线。如需完整的特性图，还应返回大流量状态，然后开至其它转速，重复这个过程。图2.1为低速压气机额定转速下的特性曲线示意图。

0.20.10.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.70c/uam0.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.70c/uam图2.1压气机特性曲线/

6804768047三、实装置

5

05

83

53

安1510535、气实台如图所，实验台为排动叶和一排静叶组成的单级轴流压气机，可增加叶片排数，扩展为双级相同级或三级相同级。实验台可移动，压气机进口流场均匀，空气流量可微调。气流通道径500mm，内径（轮毂比0.75道直，可改变叶片安装角和动静叶排间轴向间隙。额定转速2400转/，最高转速转/，可调转速，转速稳定性转/分。、试统测量系统流量管静压P转子进口总压P转子进口外壁静压P转子出口总压P转子出口外壁静压P静子出口总压P静子出口外壁静压P

压力变送器

数据采集

微机转子进口温度T*静子出口与转子进口温差ΔT

板图2.3数据采集系统图为压气机实验台的配套数据采集系统系统由计算机控制数据采集处理可测流参数：空气流量，动叶进口、动静叶排间和静叶出口三个截面上外壁气流静压和气流总压、静压速度及偏角沿叶高分布，级温升。流量测量精度1%，压升（或压比）测量精度1%，效率测量精度3%气动参数的测点位置详见图2.2。四、实步骤根当时的大气度

T

算换算转速转/分时的实际转速启动后平缓加速到转速；/

aan2400

T288.15

转/分；运行过程中，视大气温度变化，随时修正转速；）按下列排气阀关度次序逐一测量各流量状态下的各项参数：阀门关度(mm)：、22、30、4245、、、50、、70、、42、37、30）测量参数：（1流量管静压

0

（表压（2子进口、转子出口和静子出口三个截面外壁气流静压

1

（表压

2

（表压）和

3（表压（）转进口、转子出口和静子出口三个截面平均半径处气流总压压*表压）和转子出口气流偏角（相对于轴线）；32

P*（压*（1（4转子进口总温

T*1

和静子出口与转子进口总温差

*五、实结果与分析）填写表2.1测参数）计算不同阀门关度下的各项性能参数（可按不可压流计算，填写表性能参数）根据进气总温（同大气温度

大

，也同转子进口总温

*1

气压（同大气压力

P大

）和流量管壁面静压先算出流量管内空气轴向速度，再推算出压气机内轴向速度和轴向速度系数（流0a量系数）

c/ua

。Ac00

，其中：

空气密=

P大气大气

kg/

3

；P大

、（压；0

*1

，；R

气体常数，287.05

J)，A流管通道面积，0.101240

压气机内通道面积，0.085903

m

转子平均半径切线速度，33.322/s；级静压升

P31

和静压升系数

/

12

u

2

；级静压比

P大气P大气

3P1

；

基于静压比的级效率*(1

kk

1)/

*

，

k

可取1.40/

大

=

K

P大

=

a

/分，

45701

463.0055438.3583412.7549101150.6101184.9

101393测量

3

102945.3103024.2103071.1103220.7参数

**1

102266.9102368.2102445.8287.85287.85287.85

102538

102638102703.4102720.6287.85287.85ΔT*

1.4855241.5140271.5444971.69442332.9171932.3107531.4389930.5070425.921491.0578081.0292680.9987570.911718性能

Δ

1116.211183.2931266.237

1327.535参数

ΔP/0.5Um^2

1.942162.0588812.1208942.2909162.3299322.309856

1.0116941.012503

0.6086490.6327190.6385750.632658/

大

=K,

P大

=Pa

=2040转分，

测量

013

182022182.4622217.3994271.4859342.7834101353.1101307.2101273101240.1101224.1101208.7102498.9102585.2102721.8102757.7参数

**1

102066.2102064.2102147.2287.85287.85287.85

102140102095.6287.85性能参数

ΔT*ΔΔP/0.5Um^2

1.7331.63296520.2833922.1402824.7415927.801220.6640490.7248410.8100050.910172713.1541757.0051874.2521886.90981.2408591.3171581.5460551.5338791.5431871.0070361.0074721.0086331.0087630.2950980.3072980.3371870.4084920.440052/

数据整理及答问题1画：计态近速态子出平半速三角；特曲。平均半径动静叶栅和速度三角形设计状态近失速状态6/7

u*）动原说轴压机功原，柏利程明压理答：加功原理：u*压气机动叶叶栅的运动方向是它对气体的作用力Pu方相同的，因此表现为动叶对气体做功。由动量定理知体用于叶片的周向分力为

w

2

单质量气体对动叶做的功：Lw

u

因此，动叶对气体做了功：

Lu

。增压原理：对于不可压流有Bernoulli程：

P*

P

12

const

。对于亚因叶栅，气流以相对速度w流入动叶叶栅，以w流出。可以看出，两相邻的叶型通道是扩张型的，因此气流度降低，12由Bernoulli方知气流压力升高。而静叶栅通道也是扩张的，因此同样起到减速增压的功能。）流气中哪损？现在么数？何得子静出损分？答：轴流式压气机的损失包括附面层内气体摩擦损失、附面层分离损失、尾迹损失、尾迹与主区掺混损失、激波损失；环壁附面层及其叶型附面层相互作用损失、径向间隙损失、间隙涡与通道损失、叶面附面层潜移损失损失主要体在总压P*以及效率为获取子静子的出口损失分布可以采用在转子及静子后采用总压梳测量周向的出口分布。）释升数或比和率随向度数或量变的律答比空气流量的减少始步增加到最大值以后又逐渐减小终入不稳定工况状。这是因为空气流量减少到一定程度以后，由于正攻角太大，引起叶背失速，使轮缘功不再上升而且流动损失剧增，是压比减小，当正攻角超过某一个临界值得时候，叶背分离扩展至整个通道，压气进入不稳定状态。根据效率定义

同理可得效率变化曲线。）何得于压级性分析本验气条下基总比级性基外壁压比级性差。答：通过测量级