叶轮机械原理 第三章
叶片机原理课件C3-5..
2 平面叶栅中的气体流动
为运用上述几何参数合理设计出叶栅通道，保证实 现预期速度三角形，需了解叶栅气体流动机理。
(1) 先介绍翼型绕流特点 当亚音速气体流向翼型时，翼型 表面上的气流马赫数可以大于远前方 气流的马赫数。随来流M数增大，翼 型表面各点M数也均相应增大，且最 低压强点处气流M数先达到1。
源自文库
压气机叶型设计中，通常选用气动力 性能较好的对称叶型作原始（基本）叶型； 然后，将原始叶型的中线弯成所需的曲线 形状；选择合适的相对最大厚度，使对称 叶型厚度放大或缩小；最后，将放大或缩 小的对称叶型厚度加在弯曲中线各点的法 线方向上，并连接这些厚度点。这样便设 计得到了所需的叶型表面型线。
ZZIA
叶轮机原理与设计
授课教师：马震宇
飞行器动力工程专业教研室
教 材：
《航空叶片机原理》
楚武利,刘前智,胡春波 主编
ZZIA
西北工业大学出版社， 2009年。
作者：楚武利，1987年西安交大 硕士毕业后到西工大任教，教授，
博导，获部级科技进步奖两项，
获国家发明专利多项。在国内外 重要学术刊物上发表论文50多篇 ，被SCI、EI收录30多篇。
当气流分别由叶背和叶盆流到后缘时，两边附 面层流汇合成叶片尾迹涡流区。叶背附面层厚，叶 盆附面层薄，尾迹区不对称。尾迹区气流总压比主 流区低得多，这也引起较大的流能损失。
4流体机械原理课件第三章叶轮解析
第二节 叶轮主要结构参数
▪ 叶轮主要由轮盘、 叶片、轮盖三部分 组成
▪ 叶轮的主要结构参 数如图所示。
流体机械原理 闻苏平主讲
第三节 能量头、周速系数计算
▪ 无限多叶片假设 假设叶片无限多时，以至于一个叶片流道只容纳一 条流线，即：轴向涡不存在， β2A= β2∞。
▪ 轴向涡： ▪ 滑移系数：
叶轮 性能
能量头 反作用度 稳定工况区 流动效率
前弯式
径向式
高
中
小
中
窄
中
低
中
流体机械原理 闻苏平主讲
后弯式 中 大 宽 高
流体机械原理 闻苏平主讲
离心叶轮叶片流道内部的流动
流体机械原理 闻苏平主讲
▪ 叶片出口安 装角的变化 对叶轮效率 和能量头系 数的影响。
▪ 流量系数和 安装角的关 系。
流体机械原理 闻苏平主讲
按叶轮叶片型式 ▪ 后弯型叶轮：β2A＜ 90°，级效率高，稳定工
作范围宽。 ▪ 径向型叶轮： β2A ＝90 °，性能介于后弯型
和前弯型之间。 ▪ 前弯型叶轮： β2A＞90°，级效率较低，稳定
工作范围窄。
流体机械原理 闻苏平主讲
轮盖shroud
闭式叶轮
叶轮进口 u1
c1 w1
叶轮进口 叶片
轮盘hub
第三章 泵与风机的叶轮理论
2
dA ( r dr ) d b rd b
单位面积上的离心力与径向压差 dp 相等,即
如果流体是不可压缩流体,则叶轮外径与内径 2 2 的压力差为: (r r ) 2 2
p 2 p 1
2 2
2
2
1
2
2
(u 2 u1 )
即:
p 2 p1
一、流体在不同型式叶轮中的获能比较
现就三种不同型式的叶片，对获得能头的大小和静 压占总能头比例τ分析比较如下： （为便于分析比较，假设三种叶轮的转速、叶轮外 径D2、流量qv及人口条件均相同）
叶片的型式 后弯式叶片 径向式叶片 V2u 小 中 HT∞ 小 中 τ 大 中
前弯式叶片
大
大
小
1.获得能头的大小
v 2 u u 2
1
径向式
2
v 2 u u 2
1 2
二、工作特性比较
由上面分析可知： 流体在叶轮中获得的理论能头，前弯式最大，后弯 式最小；但总能头中前弯式动能头占的比例大，后 弯式静压能头所占的比例大。 所以，后弯式叶轮降低了部分动能向压力能转换时 的能量损失，获能品质优于前弯式。 另外，后弯式叶道长，叶片曲率较小，断面变化的 扩散角小，流动不易产生分离，因此阻力损失较小， 效率较高。
叶轮机械原理第三章(5).
第三章
轴流压气机的工作原理
第三章
轴流压气机的工作原理
减少D点以前的型面转折角度数 ，可以降低D点处的 Ma数，从而可有效降低激波造成的流动损失。
方法是将叶型的吸力面进口段设计成：
•小转折角(多圆弧叶型) •零转折角（平直进口段叶型） •负转折角的型面（预压缩叶型） Ma1> 1.6 Ma1 < 1.2～ 1.6
第三章
轴流压气机的工作原理
（5）二次流动损失
•在叶轮机领域，通常将与主流区流动方向不一致的流动（倒流、 潜流、泄漏流和通道涡）称为二次流动，由二次流动造成的损失 被称为二次流损失。 •一级的流动损失除基元级损失（叶型损失）外，新增损失主要 集中在叶根、叶尖两个端区。 •设计轴流压气机，可在动叶的端区多安排一些加功量，抵消端 区流动损失大的影响，使压气机出口的总压沿叶高接近一致。
c u r
2
相平衡的压力梯度;
•动叶表面的气体微团可以看成是和叶片“粘”在一起旋转， 2 u 离
r
第三章
轴流压气机的工作原理
•在静叶表面也会产生叶片表面附面层潜移流动，但是 潜移流动的方向与动叶相反，由叶尖向叶根潜移流动 。 •叶片表面的附面层向端区潜移会造成端区的低能气体 的堆积，使得角区的流动容易产生分离，增加角区的 流动损失。
第三章
轴流压气机的工作原理
•在间隙比较小的情况下， 间隙流动中泄漏流占主要 部分 •压力面的气体动能高、 压力大，具有推迟或减小 吸力面气体流动分离的能 力
《叶轮机械原理》PPT课件
0 12
静叶 0
动叶 12
旋转轴
工作轮
6
➢ 气流通过涡轮基元级速度的变化
❖导叶的作用：膨胀加速＋降温＋导向 ❖动叶的作用：做功＋膨胀＋导向
涡轮压气机叶栅通道形状的差异
哪是压力面？
➢ 气流通过涡轮基元级速度的变化
T0 p0
c1 T1
c2 T2
❖❖燃 温工 气 静气 和作流 温通 总轮T在过 压、：其涡 都静工中轮 降焓作继基 低h轮续元 。进叶膨级一栅胀膨步通加胀降道速作低也，功。呈气，同收体燃时敛静气，形压的气p，总、 ❖ 导流向通器过：工改作变轮气叶流栅方改向变。流导动向方器向通。道由呈收
0
1
2
❖因 为工 口此 w1作 相气。轮 对流出 速相口 度对w气于1流工，的作但相轮是对前对速缘于度发的w运动2机大动的于速进绝度 对坐标系来说，工作轮出口气流的绝
对速度c2却小于工作轮进口绝对速度
c1
➢ 气流通过涡轮基元级膨胀作功原理
从能量方程推导得到的膨胀功公式为： L u q e C p ( T 2 T 1 ) C 2 2 2 C 1 2 C p ( T 2 T 1 ) h 2 * h 1 *
q e u 2 2 2 u 1 2 C p ( T 2 T 1 ) w 2 2 2 w 1 2 h 2 w h 1 w
L u 2 1 (w 2 2 w 1 2 ) 2 1 (c 1 2 c 2 2 )
3-轴流压气机原理
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
基元级热力过程
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
•多级轴流压气机是由多个单级压气机 串联组成，而其中每一个单级压气机又 是由很多个基元级沿叶高叠加而成。
•压气机是通过无数个基元级实现对气 体的加功和增压，基元级构成了轴流压 气机的基础。
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
•设计压气机从设计压气机的基元级开 始，而设计基元级又是从确定基元级 的气动参数开始。 •速度三角形中的主要参数对压气机基 元级的加功、增压和低流阻损失等性 能有着重要的影响。
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
反动度的表达式可写为：
2 2 2 w12 w2 w12 w2 w12 w2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 c2 c3 w1 w2 c2 c12 w12 w2 u (c2u c1u ) 2 2 2 2
等熵压缩功 实际压缩功
滞止等熵效率计算式
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机的工作原理
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机的工作原理
结构参数 1、外径 2、轮毂直径（内径） 3、轮毂比 4、径向间隙 5、轴向间隙
机械原理第三章习题答案
第三章
平面机构的运动分析
习题3-1 图1.a 图
1.b 图1.c
图1.d
习题3-2 由于齿轮是纯滚动，因此1、2齿轮的瞬心为12P ，2、3的瞬心为23P ，根据三心定量，齿轮1、3的
瞬心一定在直线2312P P
与直线3616P P 的交点上，即图示13P ，在该点处的速度有l
l P P
P P P P v m w m w 133631316113==故齿轮3的角速度为1336131613P P P P w w =。传动比为
1316133631
P P P P =w w 。习题3-3
答：1)三个瞬心中，14P
、12P 为绝对瞬心，24P 为相对瞬心。2)不利用其它的三个瞬心，因为它们全是相对瞬心。3)构件2和4之间的转向关系可以根据瞬心24P 的瞬时绝对速度方向判断。的瞬时绝对速度方向判断。 习题3-4
取比例尺为mm
m l 003.0=m ，作图如下，作图如下
1) 由图上可知：l l P P P P P v m w m w 241442412224==，根据量得的长度，得，根据量得的长度，得
s rad P P P P
/455.414.72/14.32102414241224=´==w w 可计算出C 点的速度为：s m CD v l C /4.0003.030455.44=´´==m w
2) 构件1、3的瞬心在点13P 处，且为绝对瞬心，因此构件3的角速度为的角速度为
()
s rad C P v l c /53.2)67.52003.0/(4.0133=´==m
w 显然构件3上速度最小点在E 点，则其速度为点，则其速度为
3-轴流压气机原理
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
•多级轴流压气机是由多个单级压气机 串联组成，而其中每一个单级压气机又 是由很多个基元级沿叶高叠加而成。
•压气机是通过无数个基元级实现对气 体的加功和增压，基元级构成了轴流压 气机的基础。
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
•设计压气机从设计压气机的基元级开 始，而设计基元级又是从确定基元级 的气动参数开始。 •速度三角形中的主要参数对压气机基 元级的加功、增压和低流阻损失等性 能有着重要的影响。
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
基元级速度三角形及主要参数
速度三角形（velocity triangles）的组成
C W U
C: 绝对速度 W：相对速度 U：牵连速度
叶轮机械原理—— 第三章轴流压气机的工作原理
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
决定速度三角形的主要参数
1、进口轴向分速度C1a 2、进口切向分速度C1u 3、圆周速度U 4、扭速△WU （△CU）
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
基元级轮缘功（理论功、轮周功）
叶轮机械原理——
第三章轴流压气机基元级理论
《叶轮机械原理》课件
定叶轮机械的功率和效率至关重要。
叶轮机械的优化方法
理论优化法
基于叶轮机械的理论模型，通过数学方法寻找最优解。这种方法需 要深厚的理论基础和计算能力。
实验优化法
通过实验测试不同参数组合下的性能表现，找出最优的参数组合。 这种方法需要大量的实验资源和时间。
智能优化法
利用人工智能技术，如遗传算法、粒子群算法等，自动寻找最优参数 组合。这种方法需要先进的算法和计算能力。
数据分析
阐述如何运用统计分析、图表绘制等 方法对处理后的数据进行深入分析， 以揭示叶轮机械的性能特点和规律。
实验结果与讨论
结果呈现
以图表、曲线等形式展示实验结果，并对结果进行详细解读。
结果讨论
根据实验结果，对叶轮机械的性能进行讨论，分析可能的影响因素，并提出改 进和优化建议。同时，对实验的局限性进行说明，为后续研究提供参考和启示 。
03
叶轮机械的设计与优化
叶轮机械的参数设计
叶轮参数
01
包括叶片数、叶片型线、进出口安放角等。这些参数的选择和
优化对叶轮机械的性能有着重要影响。
流道参数
02
包括流道截面形状、流道面积等。这些参数的合理设计可以改
善流体在叶轮机械内的流动状态，从而提高效率。
转速与扬程
03
转速和扬程是叶轮机械的基本参数，它们的选择和优化对于确
叶轮机械原理
“飞行者”1号采用的活塞式发动
感谢下载
40
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。
感谢下载
41
The Second Jet Flight - Aug. 27, 1940
可为建设节约型社会做出重要贡献。
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38
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。
感谢下载
39
第一章 绪 论
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。
感谢下载
3
第一章 绪 论
4）离心式压缩机原理 徐忠，机械工业出版社，1990 5）轴流压气机气动设计，秦鹏 译，NASA-SP-36，1965 6）泵与风机（第二版）， 郭立均，
中国电力出版社，1997年 7）叶轮机械--原理与结构，鲍尔，W.，1984年6月第1版
感谢下载
4
第一章 绪 论
一、叶轮机的广泛应用 风车、水车、电风扇、鼓风机、汽轮机、
轴流泵
感谢下载 轴流式水轮机转子 25
叶轮机械原理-演示文稿(3)
XJTU
完全径向平衡方程简化为： ◆ 当Cr = 0 时，完全径向平衡方程简化为：
2 1 ∂p cu = ρ ∂r r
（简单径向平衡方程） 简单径向平衡方程） 径向平衡方程
可以看出： ◆ 可以看出：
① 即使径向分速度 =0 ，但只要存在周向分速度 ： 即使径向分速度Cr 但只要存在周向分速度Cu： 汽流压力沿叶高方向就不再保持常数； → 汽流压力沿叶高方向就不再保持常数； → 流动为同心圆柱面，可用圆柱流面计算法求解。 流动为同心圆柱面，可用圆柱流面计算法求解。 简单径向平衡方程是简化的完全径向平衡方程， ② 简单径向平衡方程是简化的完全径向平衡方程， 也能反映气动参数沿叶片高度的变化规律 沿叶片高度的变化规律。 也能反映气动参数沿叶片高度的变化规律。
能量方程： ④ 能量方程：
1 dp dc ϕ +c = dt ρ ρ dt
热力叶轮机械原理（3）
XJTU
运动方程在三个方向（径向 、周向u和轴向 和轴向z） 运动方程在三个方向（径向r、周向 和轴向 ）上 的表达式分别为： 的表达式分别为： 径向r： 径向 ： 周向u： 周向 ： 轴向z： 轴向 ：
热力叶轮机械原理（3）
XJTU
对动叶出口（下一级喷管进口）： 动叶出口（下一级喷管进口） 相对坐标： 相对坐标：动叶出口各参数在周向分布是不均匀的， 但不均匀性在任何一个瞬间都是一样的， 不随时间而变化， 是定常的； 绝对坐标：动叶出口汽流参数在圆周方向的分布是 绝对坐标： 随时间而变化的， 是非定常的。
叶轮机械三元流理论Lec_8两类相对流面理论
§3-1 沿流面气体动力学主要方程----连续方程
dm 0
3
dm / ( g w1dx 3 )dx1dx 2 x
1
dx
3
dm dm dm 0
1 2 3
1 x 1 x
2 3 g w dx 2 g w dx 0 x 1 2 g w 2 g w 0 x
§3-1 沿流面气体动力学主要方程----流面方程
e2 e3 g e1 1 1 dm入 w e1 d R2 X d R3 1 w e1 dx 2e2 dx 3e3 w1 e1 dx 2dx 3 g e1 g w1dx 2dx 3 dm g w dx dx 1 g w1dx 2dx 3 dx1 x dm g w1dx 2dx 3 dx1 x 1 1 22 1 1 2 33 ( g w dx ) dx dx g w dx dx dx dx / x x 2 dm 2 g w2dx 3 dx1dx 2 x
1 3
§3-1 沿流面气体动力学主要方程----连续方程
§3-1 沿流面气体动力学主要方程----运动方程
叶轮机械原理西安交大-演示文稿3-PPT课件
{
{
c 1z const
c 1 ur const
2-2截面：
c2z const
c2ur const
热力叶轮机械原理（3）
XJTU
二、参数沿径向的变化规律 1）级进口0-0 截面 作为给定的已知条件， 所有汽流参数沿径向都不变。
● ●
●
● ● 计算 起点 ● 计 算 点 ● 计算 终点
即： 0 r 0 0
t0 p1t p1
h h 1 sh 1 s ( 1 ) h h h 1 sh
2 2 c1 c sh 1s h (1 h ) 2 2 2 c1sh 2
2 1 2 2
1 2 2 c 1 ( r 1 ) sin 1 1 h r
r↑--→ C1 ↓
热力叶轮机械原理（3） ③ 的变化规律 1
XJTU
对任一半径处:
c c r 1 z 1 z tg tg 1 1 h r c r h ) 1 u h c ( 1 uh r
热力叶轮机械原理（3） ⑥ 动叶进口相对汽流速度 W1 的变化规律
2 2 2 2 w w w ( c u ) c 1 1 u 1 z 1 u 1 1 z
XJTU
c1 u1
w1
c2
w2 u2
90 在 1 时： r↑—→ W1 ↓
《叶轮机械原理》PPT课件
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机械原理 第3章
机械原理——平面机构的运动分析第3章平面机构的运动分析3-1 机构运动分析的目的和方法3-2 速度瞬心法求机
构速度3-3 矢量方程图解法求速度、加速度3-4 综合法进行速度分析3-5 解析法求运动分析基本要求: 理解速度瞬心
的概念、数目和位置的确定方法熟练掌握速度瞬心法在机构速度分析中的应用熟练掌握矢量方程图解法进行运动分析
掌握用解析法对机构进行运动分析机械原理——平面机构
的运动分析任务、方法一、机构运动分析的任务已知：原动件的运动规律和机构运动尺寸确定：⑴各构件的位置、角位移、角速度、角加速度；⑵构件上某些点的轨迹、位移、速度、加速度二、机构运动分析的方法图解法: 速度瞬心法、矢量方程图解法解析法:矢量法、复数法矩阵法、基本杆组法机械原理——平面机构的运动分析3-2 速度瞬心法求机构速度一、速度瞬心的概念二、机构的瞬心数目三、瞬心位置的确定四、用速度瞬心进行机构的速度分析机械原理——平面机构的运动分析一、速度瞬心Instant Center 《理论力学》：当任一刚体相对于另一刚体作平面运动时，在任一瞬时，都可2 以认为它们是绕某一点作相对转动，该点称为瞬时相对回转中心。υＡ２Ａ１ＡＡ１瞬时相对回转中心的位置
P12 ２B ２B １υ B２B１既然P12是瞬时相对回转中心则该瞬时两构件在P12的相对速度为零，或者说绝对速度相等所以P12为两构件该瞬时的等速重合点P12 速度瞬心:两
构件瞬时等速重合点相对速度为零，绝对速度相等 1 瞬心：相对瞬心、绝对瞬心瞬心：机械原理——平面机构的运动分析三、瞬心位置的确定1 由瞬心定义确定通过运动副直接相联的构件——显瞬心n P12 ∞ P12 P12 C P23 纯滚2 滚
叶轮机械原理第三章(3)
第三章 轴流压气机的工作原理
•为了保证动叶的效率，无论亚声速还是超、跨声速基 元级，都不能任意增大扭速 wu 。
• 增大扭速 wu 还会使动叶出口速度 c 2增大，并且 c 2
的方向很斜，增加了基元级静叶的设计难度。
w1
w2
c1
c2
AAA
第三章 轴流压气机的工作原理
静叶进口气流速度大、方向斜带来的问题： •气流在静叶中偏转角度大，减速、扩压大，易分离； •出现超声速流动区域和激波，激波损失； •流量易堵塞。
•第二排叶片的附面层重新生成；
•第二排叶片的来流攻角变化不大；
•第一排叶片负荷轻，第二排叶片 负荷可以重一些；
•串列叶栅在气流偏转角度比较大 时，流动稳定性好，抗分离能力强。
AAA
第三章 轴流压气机的工作原理
2. 轴流压气机大小叶片理论
•在转子通道的后半部分局部增 加小叶片，增大转子的作功能力。 •Wennerstrom于七十年代提出， 并进行了试验验证。 •九十年代以后，采用CFD技术 进行优化设计。
1 .3 3 2 9 1 .2 7 8 5 1 .2 2 4 1 1 .1 6 9 7 1 .1 1 5 3 1 .0 6 0 9 1 .0 0 6 5 0 .9 5 2 1 0 .8 9 7 7 0 .8 4 3 3 0 .7 8 8 9 0 .7 3 4 5 0 .6 8 0 1 0 .6 2 5 7 0 .5 7 1 3 0 .5 1 6 8 0 .4 6 2 4 0 .4 0 8 0 0 .3 5 3 6 0 .2 9 9 2 0 .2 4 4 8 0 .1 9 0 4 0 .1 3 6 0 0 .0 8 1 6 0 .0 2 7 2
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第一节
∗
p
压气机的总增压比发展历程
第三章轴流压气机的工作原理
∗L
第三章轴流压气机的工作原理第二节轴流压气机的基元级和基元级的速度三角形
高增压比的轴流压气机通常
由多级组成，其中每一级在一般
情况下都是由一排动叶和一排静
叶构成，并且每级的工作原理大
致相同，可以通过研究压气机的
一级来了解其工作原理。
第三章
轴流压气机的工作原理
用两个与压气机同轴并且半径相差很小的圆柱面，将压气机的一级在沿叶高方向截出很小的一段，这样就得到了构成压气机一级的微元单位－－基元级，
r Δ
第三章
轴流压气机的工作原理
基元级由一排转子叶片和一排静子叶片组成，它保留了轴流压气机的基本特征。因非常小，气体在基元级中流动其参数可以认为只在沿压气机轴向和圆周方向发生变化，在圆柱坐标系下，这样的流动是二维流动。
r Δ
第三章轴流压气机的工作原理
为研究方便，可将圆柱面上的环形基元级展开成为平面上的基元级。
C=w+u
=ω
r
u×
第三章
轴流压气机的工作原理
第三节
基元级中动叶和静叶的作用及基元级的反力度
（一）基元级中动叶的作用
压气机通过动叶驱动气体流动完成对气体作功，将外界输入的机械功转变成气体的热能和机械能。
u
u u u c u c c u L Δ=−=)(12只要动叶对气体作了功，则一定有>u c Δ0
亚声速基元级工作原理
第三章轴流压气机的工作原理
超声速基元级工作原理
第三章轴流压气机的工作原理
基元级中动叶的作用：1.加功，2.增压。
第三章轴流压气机的工作原理
（二）基元级中静叶的作用
u
w Δu
c Δß2
ß1
w 2
w 1
c 2
c 1
Y A x i s T i t l e
第三章轴流压气机的工作原理
气体流经压气机级的参数变化
第三章轴流压气机的工作原理
（三）基元级的反力度
气流流过压气机基元级时，动叶和静叶都对气流有增压作用，当基元级总的静压升高确定后，就存在静压升高在动叶和静叶之间的分配比例问题。
基元级的静压升高在动叶和静叶之间的分配情况，对于基元级对气体的加功量和基元级的效率有较大的影响。
反力度定义
反力度的计算公式
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第四节基元级的速度三角形分析
•多级轴流压气机是由多个单级压气机串联组成，而其中每一个单级压气机又是由很多个基元级沿叶高叠加而成。
•压气机是通过无数个基元级实现对气体的加功和增压，基元级构成了轴流压气机的基础。
第三章轴流压气机的工作原理
•设计压气机从设计压气机的基元级开始，而设计基元级又是从确定基元级的气动参数开始。
•速度三角形中的主要参数对压气机基元级的加功、增压和低流阻损失等性能有着重要的影响。
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叶背流动分离
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•超、跨声速基元级，扭速是靠强烈的激波系获得。•如果激波强度过大，激波本身的总压损失和激波－－附面层干涉损失严重，使得动叶的效率急剧下降。
u w Δ
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静叶进口气流速度大、方向斜带来的问题：
•气流在静叶中偏转角度大，减速、扩压大，易分离；
•出现超声速流动区域和激波，激波损失；
•流量易堵塞。
(二)动叶圆周速度u的选取
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（三）动叶进口轴向速度c
1a
的选取
•c1a影响压气机的迎风面
积；
•过大的c1a易导致流动堵塞
和流动损失增大，尤其是
在动叶的根部区域（叶片
密、叶片厚）；
•Ma超过0.75后，q(Ma)增大不明显；
a
c
M
1
a
c
M
1
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（三）动叶进口轴向速度c 1a 的选取
•美国民用发动机风扇/压气机的的选取值不超过0.50～0.55，军用发动机风扇/压气机的的选取值不超过0.60～0.65。
a c M 1a c M 1
（四）动叶进口预旋速度c
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第五节压气机平面叶栅流动
动叶和静叶的叶栅通道以及气
流相对于动叶和静叶的流动都
有着共同的特点：
•气流在沿流向扩张的通道中减
速扩压流动；
•气流的角度发生偏转，由与轴
向的夹角大，偏转到与轴向的
夹角小。
亚声速基元级
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可以用单独一排叶片来模拟气流在基元级中动叶或静叶中的流动，这种在平面上展开的模拟叶栅就是压气机平面叶栅。
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叶型表面座标:
选定中弧线（圆弧、抛物线、多项式等），将原始叶型（中弧线为直线的对称叶型）的厚度移植到中弧线曲线上，可得到叶型的表面座标。
叶背表面也称为叶片吸力面，叶盆表面也称为叶片压力面。
一、平面叶栅的几何参数