1105-燃?xì)廨啓C(jī)裝置

燃?xì)廨啓C(jī)裝置3.1

燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展概況2燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史959年我國(guó)民間開始流行的走馬燈1550年達(dá)·芬奇設(shè)置在壁爐煙道中的葉輪共同特征是把氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的回轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)械。Thedevelopmentofthegasturbinewascharacterizedbyanumberofpatents.Manyoftheearlydesignswereneverbuilt,andthosethatwerebuiltusuallyproducedextremelylowpoweroutputsifanyatall.2燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史2燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史2燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史2燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史2燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史4燃?xì)廨啓C(jī)的優(yōu)點(diǎn)1>結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，重型結(jié)構(gòu)機(jī)組單位功率質(zhì)量為2~5kg／kW，輕型結(jié)構(gòu)機(jī)組則低于lkg／kW。2>體積小，占地面積小。用于車、船等運(yùn)輸機(jī)械時(shí)可節(jié)省空間作其他用途用。3>起動(dòng)快，從冷態(tài)起動(dòng)至帶滿負(fù)荷，視機(jī)組功率的大小及結(jié)構(gòu)型式的不同在數(shù)分鐘至半小時(shí)之間，在緊急情況下很多機(jī)組的起動(dòng)時(shí)間可縮短約一半左右。4>安裝周期短，對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)電站，在做好基礎(chǔ)設(shè)施等準(zhǔn)備工作后，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)可在１-9個(gè)月投產(chǎn)。4燃?xì)廨啓C(jī)的優(yōu)點(diǎn)5>運(yùn)行平穩(wěn)，可靠性高，大量機(jī)組可靠性達(dá)99％，即機(jī)組的事故停機(jī)率僅為1％。6>效率高，現(xiàn)簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)效率最高已達(dá)42．9％，而聯(lián)合循環(huán)機(jī)組效率最高已達(dá)58％，后者是目前各種熱力機(jī)械中所達(dá)到的最高效率值。7>污染排放低，其NOX和CO等的排放能低于最新規(guī)定的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。8>耗水少或者不用水。先進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

其它民用產(chǎn)品

巡航導(dǎo)彈直升機(jī)民用飛機(jī)

軍用飛機(jī)

發(fā)電設(shè)備

艦船

車輛5燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用5燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用６我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展上世紀(jì)50年代中期開始仿制蘇聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)仿制成功以后不斷地改進(jìn)和改型中國(guó)特色的wp6、wp7系列發(fā)動(dòng)機(jī)，用于強(qiáng)五、殲6、殲7和殲8上地面燃?xì)廨啓C(jī)，1500kw-2300kw石油資源有限，燃?xì)廨啓C(jī)電站沒有得到推廣７燃?xì)廨啓C(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)重量輕、體積小、啟動(dòng)快少用水或不用水便于集中控制適宜燃燒多種燃料潤(rùn)滑油和冷卻水消耗少振動(dòng)和低頻噪音小運(yùn)行維護(hù)方便，費(fèi)用低７燃?xì)廨啓C(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn)與蒸汽輪機(jī)電站比，燃?xì)廨啓C(jī)電站優(yōu)點(diǎn)金屬消耗量可以減少3-5倍廠房占地面積縮小2.5-4倍機(jī)組能在10-15分鐘內(nèi)，從冷態(tài)起動(dòng)、加速直到帶上全負(fù)荷與蒸汽輪機(jī)和活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)比，燃?xì)廨啓C(jī)的主要缺點(diǎn)是油耗率偏高部分負(fù)荷條件下，熱效率顯著下降８燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展方向提高熱效率提高燃?xì)鉁囟?初溫)研制高溫材料表面保護(hù)層：滲鋁、鉻、鈷、陶瓷技術(shù)研制特種陶瓷葉片：耐熱溫度1300-1700℃改進(jìn)冷卻技術(shù)氣膜、發(fā)散冷卻技術(shù)降低葉片表面溫度500-800℃

以25℃/年的速度提高初溫８燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展方向提高熱效率提高燃?xì)廨啓C(jī)的增壓比提高單級(jí)壓比采用超跨音速級(jí)，級(jí)壓比1.5-2.0時(shí)仍維持尚好的效率正在研究的級(jí)壓比高達(dá)3.5提高整機(jī)壓比改善級(jí)間匹配，采用可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉和雙轉(zhuǎn)子，總壓比可達(dá)35以上８燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展方向提高熱效率余熱利用回?zé)崂门艢饧訜徇M(jìn)入燃燒室的空氣燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)利用余氣產(chǎn)生蒸汽，增加做功量總能量綜合利用熱電聯(lián)供８燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展方向燃燒便宜燃料同時(shí)限制污染及腐蝕重燃料處理煤的氣化和液化，重油處理(如沉淀、過濾、水洗和加料等)使用核燃料高溫快速堆閉式氦氣輪機(jī)，單機(jī)功率1000kw低污染高溫燃燒室的研究改善冷卻結(jié)構(gòu)和燃燒過程，降低排氣中NOX的含量８燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展方向提高燃?xì)廨啓C(jī)變工況的經(jīng)濟(jì)性可調(diào)靜葉多軸軸系回?zé)?采用回?zé)崞饔欣谔岣呷細(xì)廨啓C(jī)變工況時(shí)的經(jīng)濟(jì)性閉式循環(huán)-流量調(diào)節(jié)適應(yīng)工況變化８燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展方向降低材料工藝成本，簡(jiǎn)省燃?xì)廨啓C(jī)維護(hù)特種工藝和設(shè)備精鑄、多次真空冶煉、定向潔凈、粉末冶金、陶瓷冶金、纖維復(fù)合材料、高速擠鍛、溫加工強(qiáng)化、噴丸強(qiáng)化、激光加工、數(shù)控加工、電蝕加工、強(qiáng)力旋壓、陶瓷或金屬等離子噴鍍、電子束焊、氬弧焊、激光焊和釬焊等。電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控在全機(jī)關(guān)鍵部位布置測(cè)點(diǎn)和光纖孔探儀的深測(cè)孔，不需開缸就能早期發(fā)現(xiàn)問題3.2燃?xì)廨啓C(jī)裝置的熱力循環(huán)3.2.1燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)的熱力性能指標(biāo)3.2燃?xì)廨啓C(jī)裝置的熱力循環(huán)1．熱力參數(shù)

(1)壓比壓氣機(jī)出口氣流滯止壓力與進(jìn)口滯止壓力之比，即

(2)溫比

指循環(huán)的最高滯止溫度(透平進(jìn)口氣流的滯止溫度T3*)與循環(huán)的最低滯止溫度(壓氣機(jī)進(jìn)口氣流的滯止溫度T1*)之比，即3.2.1燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)的熱力性能指標(biāo)

2．性能參數(shù)(1)

裝置比功Wn

比功用于評(píng)定燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)做功性能的優(yōu)劣若忽略壓氣機(jī)與渦輪中流量的差別以及機(jī)械損失等，則燃?xì)廨啓C(jī)的比功近似等于渦輪比功wT和壓氣機(jī)比功wC之差，即wn

wT-wC

比功大者，氣耗率小，發(fā)出相同功率所需工質(zhì)流量小，燃?xì)廨啓C(jī)裝置尺寸小。(2)

裝置效率裝置效率是指裝置輸出的有用功與輸入的燃料熱值之比式中，Hu為每千克燃料的低熱值(kJ／kg)；f為燃料空氣比，即加給單位質(zhì)量空氣的燃料量。

(3)有用功系數(shù)為便于比較燃?xì)廨啓C(jī)的相對(duì)大小和表明在變工況時(shí)裝置性能對(duì)各部件性能變化的敏感性，有時(shí)采用有用功系數(shù)。有用功系數(shù)是指裝置輸出的有用功與透平比功的比值，即排氣燃料噴嘴輸出軸動(dòng)力渦輪燃?xì)獍l(fā)生器透平燃燒室軸壓縮機(jī)進(jìn)口空氣理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)由布雷領(lǐng)(Brayton)于1872年提出。3.2.2理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)可看為理想循環(huán)的條件（兩點(diǎn)假設(shè)）：工質(zhì)是空氣，可視為理想氣體，整個(gè)工作過程中空氣的比熱為常數(shù)，不隨氣體的溫度和壓力而變化；整個(gè)工作過程中沒有流動(dòng)損失，絕熱過程為等熵，燃燒前后壓力不變，沒有熱損失（排熱過程除外）和機(jī)械損失。1理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)1-2絕熱壓縮2-3等壓加熱3-4絕熱膨脹4-1等壓放熱對(duì)單位工質(zhì)，定常流的能量方程為:q--工質(zhì)在過程中吸熱V0,V--過程進(jìn)口和出口的流速h0,h—工質(zhì)在進(jìn)口和出口出靜焓w---工質(zhì)對(duì)葉輪機(jī)（壓氣機(jī)或渦輪）作的機(jī)械功２理想循環(huán)參數(shù)

(1)理想循環(huán)比功1.絕熱壓縮過程（1-2）其中：q12=0；V1=V2地面燃?xì)廨啓C(jī)：整個(gè)壓縮過程在壓氣機(jī)中完成對(duì)單位質(zhì)量工質(zhì)所作的機(jī)械功為：2.等壓加熱過程（2-3）在燃燒室中完成其中：w23=0；V2=V3工質(zhì)吸收熱量為---溫比=T*3/T*13.絕熱膨脹過程（3-4）其中：q34=0；V3=V4地面燃?xì)廨啓C(jī)：整個(gè)膨脹過程在渦輪中完成單位質(zhì)量工質(zhì)所作的機(jī)械功為：4.等壓放熱過程（4-1）其中：w41=0；V1=V4工質(zhì)放出熱量為整個(gè)循環(huán)中，單位質(zhì)量工質(zhì)向低溫?zé)嵩矗ù髿猓┲蟹懦瞿芰繌母邷責(zé)嵩矗ㄈ紵遥┲形漳芰恳嗉矗豪硐牒?jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)比功理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)熱效率理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的熱效率只與增壓比有關(guān)。判斷下列理想簡(jiǎn)單循環(huán)的熱效率的大小1.T1=20o,T3=1000o,=62.T1=20o,T3=600o,=10判斷下列理想簡(jiǎn)單循環(huán)的比功的大小1.T1=20o,T3=1000o,=62.T1=20o,T3=600o,=62>11>2循環(huán)凈功分析在循環(huán)增溫比一定時(shí)，存在一最佳增壓比，使得循環(huán)凈功最大。最佳增壓比opt利用wt-wc=0令最大增壓比max可見

，

，

。

（注意此時(shí)熱效率并不是最大值。）（2）理想簡(jiǎn)單循環(huán)有用功系數(shù)3.4.3燃?xì)廨啓C(jī)的理想回?zé)嵫h(huán)理想燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)嵫h(huán)—可以提高理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的熱效率。熱交換器Mercury50先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)流程圖燃燒室透平壓縮機(jī)齒輪箱RECUPERATOR透平排氣進(jìn)口空氣理想燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)嵫h(huán)

利用渦輪出口的排氣余熱加熱壓氣機(jī)出口的空氣。由于對(duì)進(jìn)入燃燒室的空氣進(jìn)行了預(yù)熱，所需燃料量減少，而比功不變，從而使循環(huán)的熱效率得到提高。122a344a理想燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)嵫h(huán)通過回?zé)崞骱髩簹鈾C(jī)出口的空氣溫度度由T2上升到T2a。渦輪出口的排氣溫度由T4下降到T4a。122a344a回?zé)崞鲀?nèi)熱交換的理想狀況是T*2a=T*4，T*4a=T*2等壓吸熱和等壓放熱過程的熱交換量相等，即回?zé)崞鲀?nèi)熱交換的實(shí)際狀況是T*2a<T*4，T*4a>T*2實(shí)際熱交換量低于理想熱交換量?；?zé)岫?--

實(shí)際熱交換量與理想熱交換量之比理想回?zé)嵫h(huán)，T*2a=T*4，所以回?zé)岫?。理想回?zé)嵫h(huán)的加熱量為理想回?zé)嵫h(huán)的熱效率其中，wn為理想簡(jiǎn)單循環(huán)的比功理想回?zé)嵫h(huán)的熱效率一定的條件下，越小，R越高。原因是：增加，R下降。當(dāng)增加到使T*2=T*4時(shí)，排氣余熱無法利用，理想回?zé)嵫h(huán)退化為理想簡(jiǎn)單循環(huán)。此時(shí)的壓比定義為臨界增壓比cr。根據(jù)達(dá)到臨界增壓比cr的條件：T*2=T*4，則有：此時(shí)，理想回?zé)嵫h(huán)的熱效率為：理想回?zé)嵫h(huán)蛻化為理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)。繼續(xù)增加，使得>cr，此時(shí)，T*2>T*4，壓氣機(jī)出口氣流中的部分熱量將通過回?zé)崞鱾鹘o渦輪出口的排氣，使得理想回?zé)嵫h(huán)的熱效率低于理想簡(jiǎn)單循環(huán)，這是毫無疑義的。增壓比達(dá)到臨界增壓比cr３.2.4燃?xì)廨啓C(jī)的理想間冷循環(huán)l一2m空氣在低壓壓氣機(jī)中的壓縮過程;2m—1m空氣在間冷器中的冷卻過程;1m一2空氣在高壓壓氣機(jī)中的壓縮過程;2一3空氣和燃料在燃燒室中的燃燒過程;3—4燃?xì)庠谕钙街械呐蛎涍^程;4—1透平排氣的放熱過程。4.2.5燃?xì)廨啓C(jī)的理想間冷循環(huán)在燃燒室中加入的熱量為間冷循環(huán)的比功間冷循環(huán)的熱效率１間冷循環(huán)能顯著增加燃?xì)廨啓C(jī)的比功這是由于壓氣機(jī)總的耗功減少的緣故。從圖4．6可看到在理想情況下，與簡(jiǎn)單循環(huán)相比，間冷循環(huán)的比功增加了相當(dāng)于左上角面積的功。為使間冷循環(huán)的比功最大，應(yīng)合理分配高壓和低壓壓氣機(jī)的壓比。為此，將比功公式(4．13)對(duì)低壓壓氣機(jī)的壓比功求導(dǎo)，并令其為零。得如果有n個(gè)壓氣機(jī)串聯(lián)工作，每個(gè)壓氣機(jī)進(jìn)口前燃?xì)舛歼M(jìn)行再熱，則各壓氣機(jī)的壓比為３.2.4燃?xì)廨啓C(jī)的理想間冷循環(huán)２間冷循環(huán)的最佳壓比大于簡(jiǎn)單循環(huán)的壓比雖然間冷循環(huán)可增加比功，但由于進(jìn)入燃燒室的空氣溫度降低了，燃燒室的加熱量就要增加，因此在壓比較低時(shí)，間冷循環(huán)和簡(jiǎn)單循環(huán)的效率差不多；如果采用回?zé)崞?，則因間冷所需增添的附加熱量全部可以從廢熱中回收，這樣燃料消耗不增加，卻提高了比功，因此循環(huán)的效率會(huì)顯著增高。在許多情況下可以在最后一級(jí)壓縮過程出口處加裝回?zé)崞鳌＃?2.4燃?xì)廨啓C(jī)的理想間冷循環(huán)３溫比和效率增加，可使間冷循環(huán)的比功增加、效率增高最后必須指出，由于間冷器中須用冷卻水，因而減弱了燃?xì)廨啓C(jī)可用于干旱缺水地區(qū)的優(yōu)勢(shì)。３.2.4燃?xì)廨啓C(jī)的理想間冷循環(huán)3.2.5燃?xì)廨啓C(jī)的理想再熱循環(huán)l一2空氣在壓氣機(jī)中的壓縮過程;2一3空氣和燃料在燃燒室中的燃燒過程;3—4m燃?xì)庠诟邏和钙街械呐蛎涍^程;4m-3m燃?xì)庠谠贌崞髦械募訜徇^程;3m—4燃?xì)庠诘蛪和钙街械呐蛎涍^程;4—1低壓透平排氣的放熱過程。4.2.5燃?xì)廨啓C(jī)的理想再熱循環(huán)在燃燒室中加入的熱量為再熱循環(huán)的比功再熱循環(huán)的熱效率4.2.5燃?xì)廨啓C(jī)的理想再熱循環(huán)中間再熱循環(huán)的特點(diǎn)：與簡(jiǎn)單循環(huán)相比，再熱循環(huán)的比功增加了。這是由于進(jìn)入低壓透平的燃?xì)鉁囟忍岣吆螅蛪和钙脚蛎浌υ黾拥慕Y(jié)果，這在T－ｓ圖上可清楚地看出來。如果有n個(gè)透平串聯(lián)工作，每個(gè)透平進(jìn)口前燃?xì)舛歼M(jìn)行再熱，則各透平的膨脹比為雖然再熱循環(huán)可增加循環(huán)比功，但因再熱燃燒室增加了燃料消耗量，從而總加熱量增加了，所以在壓比較低時(shí)，再熱循環(huán)和簡(jiǎn)單循環(huán)的效率差不多；只有當(dāng)壓比較大時(shí)，再熱循環(huán)的效率才高些。再熱循環(huán)的最佳壓比大于簡(jiǎn)單循環(huán)的壓比。4.2.5燃?xì)廨啓C(jī)的理想再熱循環(huán)4.2.6實(shí)際循環(huán)和理想循環(huán)的差別中間再熱循環(huán)的特點(diǎn)：與簡(jiǎn)單循環(huán)相比，再熱循環(huán)的比功增加了。這是由于進(jìn)入低壓透平的燃?xì)鉁囟忍岣吆?，低壓透乎膨脹功增加的結(jié)果，這在T、圖上可清楚地看出來。雖然再熱循環(huán)可增加循環(huán)比功，但因再熱燃燒室增加了燃料消耗量，從而總加熱量增加了，所以在壓比較低時(shí)，再熱循環(huán)和簡(jiǎn)單循環(huán)的效率差不多；只有當(dāng)壓比較大時(shí)，再熱循環(huán)的效率才高些。再熱循環(huán)的最佳壓比大于簡(jiǎn)單循環(huán)的壓比。1.cT用絕熱壓縮效率c表示壓縮過程的流動(dòng)損失用絕熱膨脹效率T表示膨脹過程的流動(dòng)損失實(shí)際簡(jiǎn)單循環(huán)1-2-3-4理想簡(jiǎn)單循環(huán)1-2’-3-4’絕熱壓縮效率絕熱膨脹效率實(shí)際簡(jiǎn)單循環(huán)的比功有用功系數(shù)２.實(shí)際上，工質(zhì)在燃燒室、回?zé)崞?、間冷器、空氣過濾器、消音器以及管道系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)必然有流動(dòng)損失，它表現(xiàn)為工質(zhì)滯止壓力的損失dp。因此，工質(zhì)在透平中的膨脹比就小于壓氣機(jī)的壓比。3流量變化實(shí)際循環(huán)中，燃料量Ｇt約占空氣量G的０.8％-2.5％，漏氣量及冷卻用抽氣量dG占空氣量G的2.5％-5％。這樣，實(shí)際燃?xì)饬髁縂g可用下式計(jì)算：

Gg＝G+Gf-dG＝G(1+f-dG／G)式中，f＝Gt／G，是燃料量占空氣量的百分比。顯然流量減少會(huì)影響循環(huán)的比功和效率。一般情況下，流量減少5％，比功降低10％－20％，效率下降2％－6％。4.Ｂ

實(shí)際燃燒過程中不可能把全部噴入的燃料燃燒盡，還有熱傳導(dǎo)損失，通常用工質(zhì)中得到的熱量與消耗的燃料低熱值之比來表示燃燒完善的程度，即燃燒效率Ｂ。一般Ｂ＝93％一99.5％。5Cp,kCp及k不是常數(shù).對(duì)使用標(biāo)準(zhǔn)燃油和相近的燃油的燃?xì)舛?，Cp及k可認(rèn)為是溫度和燃料空氣比的函數(shù)，有特制的圖表可供查用。６.所謂回?zé)岫仁侵缚諝庠诨責(zé)崞髦械玫降臒崃颗c燃?xì)庠诨責(zé)崞髦蟹懦龅臒崃恐?。?duì)傳導(dǎo)式回?zé)崞?，回?zé)岫?．50—0.80；對(duì)再生式回?zé)崞?，回?zé)岫?.90。7.同回?zé)崞饕粯?，間冷后的溫度可以比壓氣機(jī)進(jìn)口前的溫度高5-15℃，比冷卻水溫度高10一20℃。一般用冷卻度來表示間冷的效果。所謂間冷度是指空氣在間冷器中實(shí)際放出的熱量與理論上可以放出的熱量之比，一般情況下為０.90-0.98。8.廣義機(jī)械效率修正４.3壓氣機(jī)４.3.１概述軸流式壓氣機(jī)，空氣大致沿著與軸線平行的方向流動(dòng)，它的特點(diǎn)是空汽流量大、單級(jí)壓比低，所以通常由多級(jí)組成。它普遍用于大功率燃?xì)廨啓C(jī)裝置中。離心式壓氣機(jī)，氣體大致沿著與軸線垂直的半徑方向流動(dòng)，所以也稱為徑流式壓氣機(jī)。與軸流式壓氣機(jī)相比，它的空氣流量小，效率也較低，但是單級(jí)的壓比高。根據(jù)需要可以作成單級(jí)，也可以作成多級(jí)。它常用于小功率燃?xì)廨啓C(jī)裝置中。４.3.２軸流式壓氣機(jī)軸流式壓氣機(jī)的主要部件是轉(zhuǎn)子和靜子。轉(zhuǎn)子由工作葉片、輪盤和軸組成。

由一排固定在輪盤上的工作葉片組成的輪子叫做葉輪（也稱工作輪）。葉輪在渦輪的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)而工作。靜子是壓氣機(jī)中不旋轉(zhuǎn)的部分。軸流式壓氣機(jī)的葉輪和整流環(huán)交錯(cuò)排列。一個(gè)葉輪和一個(gè)整流環(huán)組成軸流式壓氣機(jī)的一“級(jí)”，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)都采用多級(jí)的型式以提高壓氣機(jī)的增壓能力。４.3.２軸流式壓氣機(jī)１基元級(jí)速度三角形４.3.２軸流式壓氣機(jī)１基元級(jí)速度三角形４.3.２軸流式壓氣機(jī)１基元級(jí)速度三角形絕對(duì)速度C1的周向分速Clu叫預(yù)旋。預(yù)旋方向和工作輪旋轉(zhuǎn)方向一致，叫正預(yù)旋；預(yù)旋方向和工作輪旋轉(zhuǎn)方向相反，叫負(fù)預(yù)旋；如果M＝90’，則速度的方向與旋轉(zhuǎn)軸平行，預(yù)旋等于零，叫軸向進(jìn)氣。４.3.２軸流式壓氣機(jī)１基元級(jí)速度三角形氣體相對(duì)速度的周向分速的差值叫扭速，即

當(dāng)c1a＝c2a和ul＝u2時(shí)，有４.3.２軸流式壓氣機(jī)2．基元級(jí)中錢氣體壓縮過程（１）歐拉方程。由于靜葉柵不對(duì)氣流作功．所以W就是基元級(jí)加給單位質(zhì)量氣體的功，也稱輪鈾功。對(duì)于正圓柱面的基元級(jí)別有(2)能量守桓關(guān)系假定氣體的比熱容是常數(shù)，忽略氣流與外界的熱交換，則由能量方程得４.3.２軸流式壓氣機(jī)２基元級(jí)中氣體壓縮過程４.3.２軸流式壓氣機(jī)3．壓氣機(jī)的基本參數(shù)

(1)性能參數(shù)

a流量。流量是單位時(shí)間內(nèi)流過通流截面的氣體量體積流量(m3/s)。

b壓比，壓比是氣體通過壓氣機(jī)以后壓力的相對(duì)提高量，用表示，是無因次量。

c效率。效率是用來表示能量轉(zhuǎn)換過程的完善程度的。真實(shí)氣體是有粘性的，所以氣體通過壓氣機(jī)時(shí)總存在著流動(dòng)損失?；?jí)的絕熱效率(或稱等熵效率)定義為在氣流進(jìn)口參數(shù)相同、壓比相等的條件下，等熵壓縮過程中滯止焓的增量與真實(shí)過程中滯止焓的增量之比，即

在近代的軸流式壓氣機(jī)中，基元級(jí)的絕熱效率可以達(dá)到0.88-0.91。４.3.２軸流式壓氣機(jī)3．壓氣機(jī)的基本參數(shù)

(２)氣動(dòng)參數(shù)

a工作輪外徑處的圓周速度。工作輪外徑處的圓周速度是壓氣機(jī)的一個(gè)基本運(yùn)動(dòng)參數(shù)，也是級(jí)的最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

b氣流軸向分速和流量系數(shù)：級(jí)的工作輪進(jìn)口處的氣流軸向分速是一個(gè)重要參數(shù)，與級(jí)的型式和級(jí)在壓氣機(jī)中所處的位置等因素有關(guān)。一般在平均半徑處軸向分速為80m／s-230m／s。氣流軸向分速確定了流過工作輪進(jìn)口單位面積的氣體容積流量，氣流軸向分速與工作輪進(jìn)口外徑處的圓周速度的比值稱為級(jí)的流量系數(shù)。

４.3.２軸流式壓氣機(jī)3．壓氣機(jī)的基本參數(shù)

(２)氣動(dòng)參數(shù)c壓頭系數(shù)。對(duì)于相同的園周速度，旋轉(zhuǎn)工作輪的功(即工作輪傳給氣流的能量)可以是不同的，因此常采用它們的相對(duì)值Hc表示，即d反動(dòng)度。動(dòng)葉柵中用于提高氣流的靜壓頭的這部分功除以整個(gè)加入級(jí)的功，稱這個(gè)比值為反動(dòng)度，它是基元級(jí)的基本參數(shù)之一。反動(dòng)度定義為氣流在動(dòng)葉柵內(nèi)靜焓增量與級(jí)的滯止焓增量之比。４.3.２軸流式壓氣機(jī)3壓氣機(jī)的基本參數(shù)４.3.２軸流式壓氣機(jī)4．多級(jí)壓氣機(jī)４.3.２軸流式壓氣機(jī)4．多級(jí)壓氣機(jī)特點(diǎn)：

(1)(2)整臺(tái)壓氣機(jī)的壓縮功為各分級(jí)壓縮功之和；但各分級(jí)等熵功之相比整臺(tái)壓氣機(jī)的等熵功大，多出的一部分是由于流動(dòng)損失所造成；多級(jí)軸流式壓氣機(jī)效率比各級(jí)效率小。

４.3.２軸流式壓氣機(jī)4．多級(jí)壓氣機(jī)特點(diǎn)：(3)多級(jí)袖流式壓氣機(jī)通道形狀的選擇一般采用減少環(huán)形面積與軸向速度的方法，常用的有等外徑通道與等內(nèi)徑通道。圖4．15歷示為多級(jí)壓氣機(jī)中軸向速度沿葉高的畸變。

(4)多級(jí)壓氣機(jī)的級(jí)間相互影響。在多級(jí)壓氣機(jī)葉片通道的內(nèi)、外壁上，邊界層的厚度沿氣流流動(dòng)方向逐漸增加，所以在壓氣機(jī)中，上游各級(jí)葉片端部邊界層厚度及其流動(dòng)情況對(duì)下游各級(jí)是有影響的。設(shè)計(jì)中要考慮到這種情況，否則，實(shí)際壓氣機(jī)的增壓壓力特達(dá)不到預(yù)期的要求。４.3.3離心式壓氣機(jī)１基本結(jié)構(gòu)典型的單級(jí)離心壓氣機(jī)主要由進(jìn)氣道(Inlet)、葉輪(Impeller)、擴(kuò)壓器(Diffuser)、出氣蝸殼(Volute)等組成４.3.3離心式壓氣機(jī)４.3.3離心式壓氣機(jī)

2．速度三角形４.3.3離心式壓氣機(jī)

3．進(jìn)氣裝置進(jìn)氣裝置是進(jìn)氣道和進(jìn)口導(dǎo)向器