改善压气机非设计工况气动性能的途径及防喘措施
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4.6 改善压气机非设计工况气动性能的
途径及防喘措施
从前面的基础理论可知,压气机气动设计和叶片造型设计通常是根据设计点工况参数来进行的。
当压气机工作状况偏离设计点状态时,压气机的各级速度三角形情况也和设计点不同,也就是非设计点的气动参数和速度三角形与压气机的几何形状和位置不相协调。这时,各级流量系数偏离了设计值,从而造成工作正冲角过大(会导致喘振)或负攻角过大(会造成流动壅塞)。
改善多级压气机特性的出发点主要是调整结构或运行参数,使非设计状态下的速度三角形与叶型参数相适应。因此,改善的途径一方面从气动设计着手,通过气动设计使压气机在偏离设计点时,压气机有较少的气流参数偏离或对非设计状态的分离扩展有较强的抗衡能力;另一方面是增设调节机构,使压气机叶片或者流路的几何形状能随着工作情况而改变,达到气流参数和压气机几何可相互协调匹配的目的。
在气动设计上防喘措施: 在设计阶段控制失速,提供大的喘振裕度。(1)选择合适的气动设计参数,保证各级靠近设计点;(2)控制叶背附面层分离(吹/吸、开缝叶栅、串列叶栅;(3)机匣处理。在正对动叶的机匣上开槽、孔或缝,使之具有一定的柔性,可以改善叶片顶部的流动,延缓失速的发生,达到扩稳的目的。
在工作调节上防喘:最根本地也是要减小非设计工况下的冲角,常采用防喘振措施有中间或末级放气、旋转导叶(可调导叶/静叶)和分轴(多轴)压气机等。

