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
改善压气机非设计工况气动性能的途径及防喘措施

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。