航空叶片机原理PPT3

第五章基元级的基本理论多级轴流压气机的特点：轴流压气机（多级）：若干个级沿轴向顺序排列组成各级的差异：几何尺寸（叶片长短等）；性能参数（压比和效率等）；工作环境（前、后）——个性或特殊性各级的共性：工作原理（加功扩压）；流动过程和性质；第五章基元级的基本理论多级轴流压气机的特点：轴流压气机（多级）：若干个级沿轴向顺序排列组成各级的差异：几何尺寸（叶片长短等）；性能参数（压比和效率等）；工作环境（前、后）——个性或特殊性各级的共性：工作原理（加功扩压）；流动过程和性质；多级轴流的简化：简化的必要性：内部流动复杂，研究困难。简化过程：第一步：由多级压气机到单级简化条件——忽略级与级之间的相互干扰第二步：由级到基元级简化条件——圆柱面流动假设5.1基元级一、级的几何参数外径：内径：轮毂比：径向间隙：轴向间隙：二、叶片的型面特征二、叶片的型面特征二、叶片的型面特征二、叶片的型面特征叶型即叶片的横截面。叶片可看作是由沿叶高不同半径处的许多叶型叠加而成的。三、基元级的概念三、基元级的概念用一个与级同轴而的圆柱面与轴流压气机级相截，得到圆柱面上的两圈“环形叶栅”。三、基元级的概念基元级：用一个与工作轮同轴的圆柱面与压气机的级相截，这样，在该圆柱面上将留下两排“环形叶栅”—若干个形状相同的叶型彼此以一定的距离沿周向均匀排列。基元级理论是叶栅理论的基础。三、基元级的概念平面上的基元级：将圆柱面上的基元级展成平面，并假设叶片数无限多，就得到平面上的基元级。5.2基元级的加功扩压过程1、工作轮的加功扩压原理工作轮的转动工作轮叶栅以切线速度U移动C=W+U以绝对速度C1流向工作轮的气体微团，对工作轮来说是以相对速度W1流入工作轮叶栅的，并经过叶栅通道以后，以相对速度W2流出。工作轮的扩压原理：工作叶栅通道：扩张通道AWP而工作轮的主要任务：加入1、工作轮的加功扩压原理叶片表面的MACH数分布叶片表面气动参数分布：叶片表面气动参数分布：叶片表面的压力分布工作轮的加功原理叶背：又称吸力面，压力小。叶盆：又称压力面，压力大。伯努利方程：2、整流器扩压原理气流从工作轮叶栅流出后，以绝对速度C2流入整流器叶栅，而以绝对速度C3流出：整流器叶栅通道：扩张通道ACP2、整流器扩压原理总压P*如何变化？从提高总压的角度静子有利吗？在轴流压气机中是否一定需要静子？3、压气机级的能量转换5.3基元级速度三角形及其主要参数一、基元级速度三角形工作轮进出口的速度三角形：一、基元级速度三角形W1U1C1W2C2U2C3C2aC1a将叶栅进、出口的速度三角形画在一起，称为基元级的速度三角形。速度三角形的作用：1、反映压力变化2、间接反应流动损失3、反映各参数间的相互制约4、关联多种参数的数量关系一、基元级速度三角形W1UW2CaC1C2C1uC2u——相对速度的角度，与切向的夹角；——绝对速度的角度，与切向的夹角；2-1——工作轮叶栅中的气流转折角；3-2=2-1——整流器叶栅中的气流转折角。二、决定基元级速度三角形的主要参数（1）工作轮进口绝对速度的轴向分量C1a:C1a流量m当进口面积和气流状态一定时：C1am推力F流量一定：发动机的迎风面积（2）工作轮进口绝对速度的切向分量C1u:C1u通常也被称作为预旋：正预旋——与U同向；反预旋——与U反向；关于预旋的作用，我们下面将要专门分析。（3）轮缘速度U：（4）扭速Wu（或Cu）：二、决定基元级速度三角形的主要参数各参数间的相互关系和制约：实际上速度三角形的各参数之间相互是有制约的，并受其他条件的限制。例如：尺寸小（减小迎风面积）C1aW1亚音限制重量轻（减少级数）U、CuC2此外，在其他速度分量不变的情况下三、预旋的作用通过基元级速度三角形各速度分量之间的关系，我们初步分析了压气机各种要求之间的相互限制和矛盾。而这些矛盾在一定程度上可以通过预旋C1u加以调和。W1W1'C1C1'C1u'（1）U和C1a不变，C1uW1（2）W1和C1a不变，C1uUW1C1C1'UU'C1u（3）W1和U不变，C1uC1a（4）根部采用负预旋、C2（5）调节转子叶排的流动状态。5.4反力度一、反力度的定义基元级静压升＝工作轮静压升＋整流器静压升反力度（）：描述静压升在工作轮和整流器中的分配。二、反力度的计算公式三、基元级流动过程在焓熵图上的表示（自学）