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1、第二章 压气机,压气机的特点及应用；轴流式压气机级、基元级的工作原理；轴流式压气机中的能量损失；多级压气机；压气机变工况工作特性；压气机喘振及防止方法。,2-2 平面叶栅,自学内容（P52-59）一、平面叶栅的基本参数二、平面叶栅内的气体流动三、平面叶栅的冲角特性四、跨音速级压气机的工作简介（通过激波减速增压）,2-3 轴流式压气机中的能量损失,一、外部损失包括：（1）轴承的机械摩擦损失；（2）外气封的漏气损失。用机械效率m表示。会增加压气机的功率，但不会影响气体的状态。,二、内部损失,气体的流动阻力损失，使部分有用功变为无用的热能。既会使拖动压气机的功率增加，又会改变气体的状态。（1）通流部
2、分中的摩擦阻力和涡流损失 叶型损失在叶型表面形成边界层而引起的摩擦阻力损失。端面损失在叶片高度方向限制叶栅通道的壁面上（气缸和转鼓表面）形成边界层而引起的摩擦阻力损失。二次流损失因形成涡流而引起的损失。,（2）级内的漏气损失；（3）转盘端面与气流的摩擦损失；（4）出口速度损失（余速损失）。,各种能量损失功耗效率,必须想方设法尽力地减小能量损失,从设计、制造、运行三方面同时着手,2-4 多级压气机,亚音速气流，级压比为 1.21.35，必须多级串联。由若干单级压气机沿轴线方向依次排列组成通流部分是减缩的，叶片高度逐级降低。,轴流式一般变化较小,一、多级压气机通流部分的结构形式,（a）等内径 Dh
3、=const外径Dt和平均直径Dm逐级降低,应用：小流量或固定式燃机中,特点：各级增压能力相差不大；级压比st较低，级数多；级效率较高。,（b）等外径 Dt=const,内径Dh和平均直径Dm逐级增大,特点：各级增压能力大，st较高，级数少；能量损失大，级效率低。,应用：运输式燃气轮机,（c）等平均直径 Dm=const,内径Dh逐级增大、外径Dt逐级减小,特点：各级增压能力、级数、级效率等介入二者之间。,（d）混合式,应用：高压比、小流量压气机采用。,特点：前几级等内径、中间等外经、后几级等平均直径,二、多级压气机的主要性能参数,1流量GC 进口截面A-A处：GC GAA Ax CAx kg
4、/s2压比压气机出口气流压力与进口气流压力的比值用静压力表示：用滞止压力表示：,3压气机效率C*C*与级效率st*之间的关系？,即多级压气机的绝热效率低于各单级的平均热效率。,式中“”重热系数,重热效应：由于克服流动阻力所消耗的能量基本上都转换成摩擦热量，使下一级气体的进口温度提高，从而增加了下一机的绝热压缩功，使压气机的效率降低。,4功率NC,若压气机作为一个独立的整体使用时，必须考虑外部损失，压气机消耗的总功率：,2-5 压气机的特性,压气机的特性：包括设计工况在内的各种工况下的压气机工作性能。主要参数：GC、C*、C*、nC、环境压力p0及温度T0 压气机特性曲线：压气机主要工作参数在各
5、种工况下的相互关系曲线。表示 环境条件一定,理论方法：近似实验方法：可靠,保持nc不变，改变Gc，获得C*、C*随流量的变化关系；,流 量特性线,改变转速nc，重复。,压气机的特性线图,把各种不同转速下的流量特性线画在一起，得到一组以转速nC为参变量压比C*和效率C*随流量GC变化的曲线。一、压气机级的特性曲线（单级压气机）压比曲线 当转速nc一定时，压比曲线可分为左、右两侧支。在特性线上某点o处的压比最高。,效率曲线 在转速nc一定时，有一个流量使效率最高，此时流阻最小。当流量Gc增加或减少时，都使流阻增大，效率下降。,等效率曲线,压气机只能在喘振边界线的右侧工作。,等效率线,二、多级压气机
6、的特性曲线,（轴流式）主要区别：多级压气机的压比曲线，一般不存在左侧支，喘振在右侧支上出现。（喘振点的压比为该转速的最高压比）在相同转速下，多级压气机的压比、效率的变化比单级的更剧烈，即特性曲线变得更陡峭。（在转速不变时，正常工作范围较小）压气机的转速愈高，多级压气机的特性曲线显得愈陡峭。,三、压气机的通用特性曲线,实际运行条件经常变化（1）当进气温度T0不变，只改变p0时 各截面压力和流量均随p0成比例变化，C*和C*不改变。（2）当进气温度T0变化时 流量Gc发生变化，C*和C*也会变化。在不同的环境条件下，必须重新绘制压气机的特性曲线。,对特性线无影响,对特性线有影响,非常不方便,（大气条件、地理位置等环境条件）,怎么解决？,应用相似理论，采用相似参数（折合参数）来绘制压气机的特性曲线。压气机的通用特性曲线 统一采用四个参数,折合流量 折合转速,压比,效率,轴流式压气机的通用特性曲线,下次课讲,压气机喘振及其防止方法 第三章 燃气涡轮 作业：6 8,
