發(fā)動機原理(第二章壓氣機特性)教學(xué)課件

1、 F主要參數(shù)主要參數(shù) 增壓比：增壓比： 流量：流量： 轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速： 多變壓縮功：多變壓縮功： 絕熱效率：絕熱效率： kkadk kkk ma k WW CpTW rpmn skgq p p / / 1)( )( )/( * * 1 * 1 * 1 * 2 * 引起性能參數(shù)變化的原因引起性能參數(shù)變化的原因 F外界條件：進(jìn)氣總溫、進(jìn)氣總壓外界條件：進(jìn)氣總溫、進(jìn)氣總壓 F工作轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速 F壓氣機空氣流量壓氣機空氣流量 ),( ),( * 1 * 12 * * 1 * 11 * Tpnqf Tpnqf mak mak 2、壓氣機特性實驗、壓氣機特性實驗 F實驗設(shè)備（實驗設(shè)備（P74） F實驗過程實驗

2、過程 在一定的壓力、溫度下：在一定的壓力、溫度下： u固定轉(zhuǎn)速，改變?nèi)莘e固定轉(zhuǎn)速，改變?nèi)莘e 流量流量 u測取進(jìn)口和出口測取進(jìn)口和出口 氣流總溫、總壓氣流總溫、總壓 u流量測量管測取流量流量測量管測取流量 u壓氣機轉(zhuǎn)軸扭矩壓氣機轉(zhuǎn)軸扭矩 ),( ),( )( 2 * 1 * 111 nqf nqf qfVAq vk vk vama F整理測取數(shù)據(jù)（整理測取數(shù)據(jù)（P75） 容積流量容積流量 增壓比增壓比 效率效率 F一定進(jìn)氣條件的特性一定進(jìn)氣條件的特性 等轉(zhuǎn)速線等轉(zhuǎn)速線 等效率線等效率線 穩(wěn)定邊界線穩(wěn)定邊界線 3、通用特性線、通用特性線 F相似理論相似理論 F相似準(zhǔn)則相似準(zhǔn)則 幾何相似幾何相似 運

3、動相似運動相似 u對應(yīng)點速度方向相同，大小成比例對應(yīng)點速度方向相同，大小成比例 動力相似動力相似 u軸向軸向Ma相等相等 u切向切向Mu相等相等 ),( ),( 2 * 1 * uak uak MMf MMf 由由： 所以所以： 通用特性通用特性 11 2 2 1 * 1 111 * 1 * 1 60 ),( ) 2 1 1( )()( T n C kRT Dn a u M MMf M k T n T n MfqKA p Tq u au a a ma ),( ),( * 1 * 1 * 1 2 * * 1 * 1 * 1 1 * T n p Tq f T n p Tq f ma k ma k

4、通用特性圖通用特性圖 F相似流量為橫坐標(biāo)相似流量為橫坐標(biāo) F增壓比為縱坐標(biāo)增壓比為縱坐標(biāo) F相似轉(zhuǎn)速為參變量相似轉(zhuǎn)速為參變量 F三種線三種線 等相似轉(zhuǎn)速線等相似轉(zhuǎn)速線 等效率線等效率線 不穩(wěn)定邊界線不穩(wěn)定邊界線 F穩(wěn)定工作范圍穩(wěn)定工作范圍 F高效率區(qū)高效率區(qū) F如果設(shè)計點如果設(shè)計點 在在P點點 相似流量變化相似流量變化 uP A uP B 相似轉(zhuǎn)速變化相似轉(zhuǎn)速變化 uP C uP D )( 11 * 1 * 1 qkA p Tq ma 通用特性線的變化原因通用特性線的變化原因 F當(dāng)相似轉(zhuǎn)速一定、減少當(dāng)相似轉(zhuǎn)速一定、減少 相似流量將引起相似流量將引起 P A F正攻角、葉背分離正攻角、葉背分離

5、F扭速增加，增壓比增加扭速增加，增壓比增加 F效率先升后降效率先升后降 F嚴(yán)重時喘振嚴(yán)重時喘振 低頻、高振幅脈動低頻、高振幅脈動 放放“炮聲炮聲” “吐火吐火” F后果：強烈振動、熄火后果：強烈振動、熄火 喘振的發(fā)生：喘振的發(fā)生： F氣流以大的正攻角進(jìn)入動葉時，葉背嚴(yán)氣流以大的正攻角進(jìn)入動葉時，葉背嚴(yán) 重分離，流通通道受阻，壓氣機增壓能重分離，流通通道受阻，壓氣機增壓能 力嚴(yán)重下降。由于后面高壓氣體始終有力嚴(yán)重下降。由于后面高壓氣體始終有 一種回沖趨勢，當(dāng)氣流前進(jìn)的動能不足一種回沖趨勢，當(dāng)氣流前進(jìn)的動能不足 以克服回沖趨勢時，產(chǎn)生倒流。當(dāng)產(chǎn)生以克服回沖趨勢時，產(chǎn)生倒流。當(dāng)產(chǎn)生 倒流后，緩解了反

6、壓，氣流在動葉推動倒流后，緩解了反壓，氣流在動葉推動 下，又開始正向流動。但流量仍嫌少，下，又開始正向流動。但流量仍嫌少， 攻角又加大，使后面氣流再次回沖。如攻角又加大，使后面氣流再次回沖。如 此反復(fù)，壓氣機內(nèi)氣流軸向震蕩此反復(fù)，壓氣機內(nèi)氣流軸向震蕩喘振喘振 通用特性線的變化原因通用特性線的變化原因 F當(dāng)相似轉(zhuǎn)速一定、增加當(dāng)相似轉(zhuǎn)速一定、增加 相似流量引起相似流量引起 P B F負(fù)攻角、葉盆分離負(fù)攻角、葉盆分離 F扭速減小，增壓比下降扭速減小，增壓比下降 F效率下降效率下降 F通道嚴(yán)重時堵塞通道嚴(yán)重時堵塞 通用特性線的變化原因通用特性線的變化原因 F當(dāng)相似轉(zhuǎn)速下降引起當(dāng)相似轉(zhuǎn)速下降引起 F P

7、 C 增壓比下降增壓比下降 效率先增后降效率先增后降 壓氣機前面級正攻角壓氣機前面級正攻角 葉背分離葉背分離 壓氣機后面級負(fù)攻角壓氣機后面級負(fù)攻角 葉盆分離葉盆分離 F當(dāng)相似轉(zhuǎn)速增加引起當(dāng)相似轉(zhuǎn)速增加引起 F P D 喘振裕度及防喘措施喘振裕度及防喘措施 F喘振裕度：喘振裕度： SM （ 12%） F防喘措施防喘措施 中間級放氣中間級放氣 可轉(zhuǎn)動靜子導(dǎo)流葉片可轉(zhuǎn)動靜子導(dǎo)流葉片 進(jìn)氣機匣處理進(jìn)氣機匣處理 雙軸、三軸雙軸、三軸 %1001 )( )( 1 1 * * q q SM k k 中間級放氣防喘中間級放氣防喘 F在壓氣機中間級設(shè)計放氣門，當(dāng)通道堵塞時，打開在壓氣機中間級設(shè)計放氣門，當(dāng)通道堵塞時，打開 放氣門，放掉一部分氣，使通道堵塞現(xiàn)象緩解，前放氣門，放掉一部分氣，使通道堵塞現(xiàn)象緩解，前 面級進(jìn)氣速度增加，進(jìn)氣迎角減小，消除了葉背分面級進(jìn)氣速度增加，進(jìn)氣迎角減小，消除了葉背分 離。離。 可轉(zhuǎn)動靜子導(dǎo)流葉片防喘可轉(zhuǎn)動靜子導(dǎo)流葉片防喘 F通過調(diào)節(jié)靜子葉片角度，使動葉進(jìn)口氣流的絕通過調(diào)節(jié)靜子葉片角度，使動葉進(jìn)口