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
压气机气动分析一般思路和基元级概念引入

3.3 压气机气动分析一般思路和基元级概念的引入与意义

    为了得到高的热循环效率,需要发动机压气机必须拥有足够高的增压比但是,轴流压气机的每一级的增压能力是有一定限度的,因此,欲达到此目的,轴流压气机必须做成多级的形式结构!  

   多级轴流压气机 = 非常复杂的流体动力机械!基于世上复杂的事物往往都是由许多简单的事物而构成的原则,由于一个多级轴流压气机是由很多单个的“级”沿着压气机纵轴线叠加而成的,每个级的压气机的结构方式都是类似的,其工作的基本气动原理也是大致相同的于是为了研究多级轴流压气机对气流的加功和增压原理,可以先选其一个“级”来分析研究

   对于增压比不太高的轴流式压气机级,多级轴流式压气机的后面级而言,其外径和内径值沿纵轴向变化都不算大,因此每个级中在不同叶高截面处所经过的流线和流面都基本按相应的圆柱面而分布!这些圆柱面上的流动尽管不完全相同,但它们的气动工作原理是大体是相仿的。正是基于此,我们只要研究了某一个半径处的气体流动和增压原理,即可以了解单个级、乃至整个多级轴流压气机的气动增压原理的本质了。也就是基于此特点,我们便可以采用轴流压气机同中心轴的任意一个圆柱面对压气机的一个级进行剖切,即可得到一个厚度极薄的相应的微元级压气机,常称其为该处当地所对应的压气机基元级”(微元级,最小的研究单元,呈微壁厚圆筒形状)。这样一来,轴流压气机的每一级均可看成是由一个紧挨着一个的微元“基元级”沿径向/叶高方向进行叠加而构成的!

   也就是说,我们就可以把基元级上的流动过程看做是整个压气机工作的一个缩影!因每个基元级的工作原理都是大体相同的,故可以选择其中某一个基元级为典型代表或基本研究对象,以此为抓手或着手点,开展对压气机基元级与级和整机的基本气动工作原理和性能的研究与设计!