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第二章发动机部件工作原理

第一节压气机工作原理P一、功能、要求及分类@功能对气流进行压缩,提高压力。@设计要求流通能力强、效率高、稳定、重量轻@分类离心式轴流式

离心式压气机F轴向进气，径向排气F离心增压F优点：结构简单、零件少l级增压能力强(6-12)l性能稳定l轴向尺寸短lF缺点：效率低，迎风面大lF适合：小推力级

轴流式压气机F轴向进气，轴向排气F优点：流通能力强、径向尺寸小、效率高F缺点：结构复杂、级增压能力小、轴向尺寸长、零件多F适合：高推力级、高速飞行飞机发动机

二、轴流压气机增压原理F多级组成，每一级由工作轮与静子组成。工作轮（转子〕：叶片、盘、轴静子（导向器〕：叶片、机匣F转子在前、静子在后，交错排列

1、亚音基元级增压原理F分解级?基元级?平面叶栅F平面叶栅–动叶叶栅–静叶叶栅F截面编号–1动叶进口–2动叶出口（静叶进口）–3静叶出口

(1)气流在静子叶栅中的流动F气体作绝能流动伯努利方程dp?0V?V32对于亚音气流，减速必须经过扩张形通道。

F利用叶型偏向轴线弯曲，使叶片之间形成扩张形气流通道；F在静子叶片中的增压原理：减速增压

(2)气流在动叶叶栅中的流动F速度三角形进口：l气流以V流向动叶；1由于叶片转动切线速度U1；气流以相对速度W进入动叶。1出口：l气流以相对速度W流出动叶；2由于叶片转动切线速度U2；气流以绝对速度V流出动叶。2

F轴流压气机一级：U?U12将进、出口速度三角形叠画在一起，W和V均向转动方向发生偏转：W?WV?V2121

F伯努利方程H绝对坐标系轮缘功?压缩功、动能增量、摩擦功H相对坐标系dp?0W?W21叶型弯曲形成扩张通道相对速度减小，压力提高–两式相减，得：压气机对气体作轮缘功绝对动能增量+相对动能增量F动叶增压原理：加功、增速、增压

为什么要加功增速F如果不对气体作功，只靠减速增压，压力增加程度充其量等于来流总压；F动叶对气体作功加入能量，增加绝对动能，使气流在其后的静叶中有足够的能量减速增压；F排列顺序：动叶在前，静叶在后。F级增压原理：–动叶加功增速，同时靠扩张叶栅通道减相对速度，增加压力；–静叶使在动叶中获得能量的气流，通过扩张叶栅通道减速增压。同时静子还起导向作用将气流引导到一定方向，为顺利进入下一级做准备。

F要提高每一级的增压能力，要提高WuF轮缘功Wu–动量矩原理推导出（见教材P63）–U–切线速度?W–扭速UFU=f(n,D):高速旋转（n=10,000~50,000rpm)受强度、直径、相对速度等限制；FF扭速：增加叶栅的弯曲程度，增大扩张程度–扩张程度过大，气流易分离，损失增大。F亚音轴流压气机级增压比=1.1~1.4?多级

扭速增加叶栅的弯曲程度，增大扩张程度，可以增加扭速。

2、超音叶栅增压原理F进口超音速气流W经激波后，1降为亚音流W，′2静压提高，然后气流转弯，速度降到W，2静压进一步提高。FM=1.3-1.5,w1

3、压气机级F压气机级沿叶高由基元级叠加而成；F因沿叶高的切线速度大小不同，相对速度大小和方向均不同，速度三角形不同；F沿叶高叶片是扭转的。

4、全台压气机F沿压气机轴向，随气体不断被增压，气体密度加大，气流通道逐级缩小，叶片变短。

三、热力过程及主要参数F1、热力过程–理想情况：绝热等熵压缩–实际情况：多变压缩P*h222i多变多变压缩功P1*理想压缩功等熵1S

F2、主要参数–增压比：–流量：–转速：–多变压缩功：–绝热效率：?*=0.82~0.87k

绝热效率等于理想压缩功与实际压缩功之比。F损失–叶型损失u流动u分离u尾迹u激波–环面损失（二次流损失）u环面附面层u漏气u潜流

F攻角?1k几何进口角?1进口气流角F落后角?2k几何出口角?2出口气流角

压气机实际压缩功F压缩功与进口气流总温、增压比成正比，与效率成反比。