《叶轮机械原理》ppt模板课件.ppt

混合式压气机 第一章 绪 论 第一章 绪 论 第一章 绪 论 涡轮增压器 第一章 绪 论 第一章 绪 论 四、气流在压气机和涡轮中的流动特点 气流在压气机中是从压力低的地方流向压力高的地方，沿流向是逆压梯度； 压气机一级的增压能力相对较小，压气机的级数多； 第一章 绪 论 气流在涡轮中是从压力高的地方流向压力低的地方，沿流向是顺压梯度； 涡轮一级的作功能力相对较大，涡轮的级数少； 第一章 绪 论 多级压气机存在一个非常重要的问题——级与级之间的匹配问题 第一章 绪 论 五、叶轮机研究的意义 叶轮机与能源的消耗和能源的利用密切相关； 研制各种类型的高效率、低消耗的叶轮机， 可为建设节约型社会做出重要贡献。 第一章 绪 论 六、航空叶片机的发展概况 航空叶片机发展到目前的水平，最主要的进步是在最近几十年取得的。 人类实现动力飞行梦想已100年，前四十年使用的是活塞式发动机。 1903年12月17日，美国莱特兄弟把活塞发动机用于飞行者1号上，完成了世界上首次载人动力飞行。 第一章 绪 论 “飞行者”1号采用的活塞式发动机 第一章 绪 论 1930年，英国人弗兰克·惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利，这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。但第一架喷气飞机（He-178）却出现在德国，于1939年8月27日首飞。 The Second Jet Flight - Aug. 27, 1940 Caproni-Campini CC-2 British Gloster E.28/39 / Whittle W-1X jet engine The Third Jet Flight - May 15, 1941 第一章 绪 论 早期的航空叶片机（压气机、涡轮）的设计主要是依靠实验研究的手段。 20世纪五十年代，中国旅美学者吴仲华先生提出两个流面（S1和S2 ）的理论，叶片机设计的理论计算研究开始取得突破性进展。 第一章 绪 论 S1和S2流面 S1流面 第一章 绪 论 S2流面 第一章 绪 论 第一章 绪 论 20世纪60年代Novak等人发展出了S2流面上的流线曲率法（流线迭代法）。 流线曲率法将三维空间问题化简为S2流面上的准三维问题。 补充两个模型方程（经验关系式）： 流动损失模型 和 落后角模型 第一章 绪 论 20世纪90年代以后，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）在叶轮机设计中所起的作用越来越大。 IHPTET计划（1988年～2003年） （Integrated High Performance Turbine Engine Technology , 综合高性能涡轮发动机技术） 第一章 绪 论 IHPTET计划要用15年的时间实现过去40 年所取得的进步 推重比翻一倍，达到15～20， SFC下降40％～50％。 （Specific Fuel Consumption，单位燃油消耗率） GE90 circa 1996 44:1 system pressure ratio Fan Booster HP (core) compressor Comparison of CJ805 and GE90 Compressor Systems CJ805 circa 1960 12.5:1 pressure ratio 第一章 绪 论 七、叶轮机械内部的复杂流动 叶轮机通常由多级组成，而每一级中又分成转子部分（动叶和轮毂）和静子部分（静叶和机匣）； 早期的压气机叶型源于飞机翼型。迄今，叶轮机内流动的研究思路仍然可以追溯到在机翼上首先研究成功的成果。 第一章 绪 论 叶片绕流比飞机翼型绕流要复杂得多，直接沿用翼型绕流的成熟概念往往不能成功，必需考虑叶轮机械本身的特殊性和复杂性。 叶轮机内部流动的特殊性： 1）叶型不是孤立存在，它受到相邻叶型的影响； 2）叶轮机属于旋转机械，叶片从根到尖的展向流动变化非常大； 3）叶轮机通常存在内外环壁边界。 第一章 绪 论 第一章 绪 论 叶轮机内部流动的复杂性： 1）流动的三维性 ； 2）流体的可压缩性 ； 3）流体的粘性 ； 4）流动的非定常性。 第一章 绪 论 第一章 绪 论 八、叶轮机械内部复杂流动的简化 假设流动是定常的； 假设流动是轴对称的； 假定粘性作用主要在边界层中。 第一章 绪 论 九、叶轮机械设计过程简介 子午面流道的