目录

  • 1 导 言
    • 1.1 本门课程的学习要求和引言
  • 2 航空叶片机气动热力学有关知识回顾与补充
    • 2.1 可压缩气动热力学有关知识回顾
    • 2.2 气动力学知识的有关补充学习
  • 3 航空轴流式压气机基本工作气动原理和设计方法
    • 3.1 结构基本组成和主要特征
    • 3.2 工作性能主要评定指标
    • 3.3 压气机气动分析一般思路和基元级概念引入
    • 3.4 基元平面叶栅概念的等效引入与意义作用
    • 3.5 基元级中的气体流动描述和速度矢量三角形
    • 3.6 基元级的加功量和气动增压原理
    • 3.7 基元级的能量反力度和运动反力度的引入和意义
    • 3.8 基元级速度三角形特征参数确定的原则
    • 3.9 轴流压气机基元级平面叶栅的二维流场和剖面气动造型设计
      • 3.9.1 平面叶型和叶栅的二维几何特征描述
      • 3.9.2 基元级平面叶栅的二维流场流动特征
      • 3.9.3 基元平面叶栅流动中的能量损失
      • 3.9.4 基元平面叶栅流动的气动性能评定参数
      • 3.9.5 基元叶栅流场亚音速风洞实验研究与结果特性分析
      • 3.9.6 基元平面叶栅的额定特性曲线与分析
      • 3.9.7 基元级平面叶栅的扩压扩散因子
      • 3.9.8 基元级叶型叶栅的二维气动造型设计简介
    • 3.10 轴流压气机单级的气动原理和叶片沿径向的扭曲设计
      • 3.10.1 叶片为什么要设计成是三维扭曲的实体?
      • 3.10.2 沿叶高的力平衡简化方程及其在叶片沿径向扭曲度设计中的应用
      • 3.10.3 级的三维流场的特征和流动能量损失
    • 3.11 超音速、跨音速轴流式压气机基元级、单级的气动特性
      • 3.11.1 问题的背景和分析思路
      • 3.11.2 超音速基元平面动叶栅的流场特征
      • 3.11.3 三种典型的超音速用动叶型
      • 3.11.4 超音速和跨音速压气机单级的气动特点
    • 3.12 多级轴流压气机特点和气动设计简介
      • 3.12.1 多级气动设计的指导思想和要求
      • 3.12.2 压气机各个级的气动特点
      • 3.12.3 整机的增压比和效率关系式
      • 3.12.4 压气机整机的流程通道结构形式
      • 3.12.5 各级设计参数的选择或分配问题
  • 4 轴流式压气机非设计工况气动特性分析及防喘技术
    • 4.1 压气机特性曲线的定义及其作用
    • 4.2 单级压气机工作特性台架实验与分析
    • 4.3 多级压气机非设计工况工作特点
    • 4.4 相似理论在轴流压气机中的应用
    • 4.5 压气机非设计不稳定工况与进口流场畸变影响
    • 4.6 改善压气机非设计工况气动性能的途径及防喘措施
  • 5 轴流式燃气涡轮基元级与级的气动基本工作原理
    • 5.1 问题的引入和分析的思路
    • 5.2 轴流式燃气涡轮的基元级特性
      • 5.2.1 涡轮基元级基本气动原理
      • 5.2.2 涡轮基元级速度矢量三角形
      • 5.2.3 涡轮基元级平面叶栅燃气流场特点
      • 5.2.4 涡轮基元级平面叶栅中的流能损失
      • 5.2.5 涡轮基元叶栅出口气流基本参数计算
    • 5.3 轴流涡轮级的工作原理和气动设计原则
      • 5.3.1 燃气在涡轮级中的流动能损失
      • 5.3.2 涡轮的运行工作效率和功率
      • 5.3.3 涡轮的气动设计要求和步骤
      • 5.3.4 涡轮级叶片沿叶高的扭向分布设计规律
    • 5.4 多级轴流式燃气动力涡轮简介
  • 6 结课回顾和卷面考试要求
    • 6.1 简答选择计算题实例举例
    • 6.2 课程回顾和卷面考试要求
气动力学知识的有关补充学习

    

▇ 相对坐标系与绝对坐标系的采用及其转换问题 

   在研究和解决叶轮机实际流动问题时,必须选择合适的坐标体系建立和采用相配套的力学模型和分析方法 

   对于与固体动轮固连在一起的建模参照坐标系,我们常简称为“相对坐标系”。站在相对坐标系上的假想观察者,称为相对观测者,其所观测到的流动参数即为“相对流动和相对流动参数当相对坐标系为非惯性系时,不能直接应用宏观经典的牛顿第二定理公式

   比如,如果所选取的建模参照坐标系与固体机体或大地等是固连在一起的,并假想观测者站在其上,则此观测者就称为绝对观测者,其所观测到的流动参数即为“绝对流动和绝对流动参数”,此坐标系就称之为“绝对坐标系”。当绝对坐标系为惯性坐标体系时,可以直接应用牛顿第二定律等公式。      

  这两种坐标系各有其优点。比如,谈静轮内工质介质的运动,流动的相对运动与绝对运动是一致的;对于动轮内工质的运动建模和研究,既可采用相对座标系,也可采用绝对坐标系,这要根据实际情况和你的目的需要来确定

   总之在旋转叶轮机械气体动力学问题的研究和解决中,坐标体系的转换是经常性的或随时随地的活动!无论是相对坐标系,还是绝对座标系,都具有重要的地位所在,二者相辅相成、互为补充!

  无论是绝对观测者,还是相对观测者,所观测到的都是同一个客观存在着的客观流场!基于此根本点,以牵连运动为中介,就能够建立两种流动运动参数之间的内在关联关系!

 气流静参数和总参数与坐标系关系

   气体的热力学状态点参数(为标量有值无方向限制,包括内能,温度、密度、压强,焓,熵),不论气体系统是运动的或静止的,都是其自身随体或附体存在的客观物理属性(缘于气体分子无规则不停歇的热运动),其大小均是不随建模参照座标系的变换而改变的,故也常称为静参数(随体参数),以区别于相应状态点处所对应的总参数!

   气流滞止或总参数,因其与流体气团的宏观运动速度或动能有关,故其值是与观测者所在位置不同或参照坐标系选择不同而紧密相关的!流场中,任意一点处总是同时存在两大套参数:一套是静参数(常表示为p,T等),至少一套的总参数(常表示为等)。

▇ 动坐标系下的叶片机一元气流能量方程

   可推出在与外界绝热时,在随叶轮一起旋转的动坐标系即相对坐标系下,控制体CV稳定流动、焓形式的能量方程式为:   

  那么动坐标系下,相应沿一元流管CV的机械能形式的能量方程式即广义的伯努利方程式又该如何的表达?