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,或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,我们便可以采用与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!




