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轴流式压气机的原理是什么

发布日期:2021-09-09
轴流式压气机的原理:
轴流压气机由多级组成,每一级包含一排转子叶片和随后的一排静子叶片。工质首先由转子叶片加速,在静子叶片通道减速,将转子中的动能转变为静压能,该过程在多级叶片中反复进行,直到总压比达到要求为止。
在压气机中,气流总是处于逆压力梯度状态,压比越高,压气机设计越困难。在转子和静子叶片通道内,气流流动由一系列的扩散过程组成:虽然在转子叶片通道中,气流的绝对速度有所增加,但是气体相对于转子的流速却减小了,也就是说,转子通道内也为扩散流动。叶片通道截面的变化要适应气流的扩散过程。每一级中气流扩散程度有限,意味着压气机每一级的压比有限。而涡轮为顺压力梯度,气流在收敛叶片通道内加速,因此,单级压气机的增压比较单级涡轮的落压比要小得多,这就是单级涡轮可以驱动多级压气机的原因。
根据气动力学和试验结果来详细设计压气机叶片是非常必要的,这样做不仅仅是为了减少损失,还为了尽量减少失速发生。失速现象在轴流压气机中十分普遍,尤其在压比较高时,失速问题更为明显。对于叶型来说,当气流方向和叶片角度差(也就是攻角)过大时,就会发生失速现象。压气机中,压力梯度与气流流动方向相反,不利于气流稳定流动,当流量和转速偏离设计值时,就容易发生逆流现象。
轴流式压气机的简介:
轴流压气机,是气流基本平行于旋转叶轮轴线流动的压气机。轴流压气机是功率在1MW及以上的燃气轮机中使用最普遍的压气机类型。这类压气 机大多采用多级,级数在7?22之间。
大部分的轴流压气机有一组位于第1级转子叶片前 面的进口导流叶片。一级轴流压气机包括一组转动叶片和跟随其后的固定扩散叶片。在最 后一级固定扩散叶片之后的一组固定叶片被称为排气导流叶片。轴流压气机是涡扇发动机的核心部件。由于其涉及技术面广,研制难度大,一直是发动机研制中的瓶颈技术。
轴流压气机的优点:
(1)给定流量和压比,最大迎风面积较小。例如,在压比为5:1,相同流量下,轴流压气机直径只有离心压气机的一般左右。
(2)轴流压气机直径较小通常导致重量较轻。
(3)当质量流量大于5Kg/s时,轴流压气机将具有更高的等熵效率,并随着质量流量的增大效率进一步增大。
(4)由于制造困难,离心叶轮直径存在一个实际上限,大约为0.8米,并因此限制了流量和压比的增大。
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