轴流式气压机相关知识点

轴流式气压机相关知识点

轴流压气机，是气流基本平行于旋转叶轮轴线流动的压气机。轴流压气机是功率在1MW及以上的燃气轮机中使用最普遍的压气机类型。这类压气机大多采用多级，级数在7〜22之间。大部分的轴流压气机有一组位于第1级转子叶片前面的进口导流叶片。一级轴流压气机包括一组转动叶片和跟随其后的固定扩散叶片。在最后一级固定扩散叶片之后的一组固定叶片被称为排气导流叶片。轴流压气机是涡扇发动机的核心部件。由于其涉及技术面广，研制难度大，一直是发动机研制中的瓶颈技术。

轴流压气机由多级组成，每一级包含一排转子叶片和随后的一排静子叶片。工质首先由转子叶片加速，在静子叶片通道减速，将转子中的动能转变为静压能，该过程在多级叶片中反复进行，直到总压比达到要求为止。

在压气机中，气流总是处于逆压力梯度状态，压比越高，压气机设计越困难。在转子和静子叶片通道内，气流流动由一系列的扩散过程组成：虽然在转子叶片通道中，气流的绝对速度有所增加，但是气体相对于转子的流速却减小了，也就是说，转子通道内也为扩散流动。叶片通道截面的变化要适应气流的扩散过程。每一级中气流扩散程度有限，意味着压气机每一级的压比有限。而涡轮为顺压力梯度，气流在收敛叶片通道内加速，因此，单级压气机的增压比较单级涡轮的落压比要小得多，这就是单级涡轮可以驱动多级压气机的原因。

根据气动力学和试验结果来详细设计压气机叶片是非常必要的，这样做不仅仅是为了减少损失，还为了尽量减少失速发生。失速现象在轴流压气机中十分普遍，尤其在压比较高时，失速问题更为明显。对于叶型来说，当气流方向和叶片角度差(也就是攻角)过大时，就会发生失速现象。压气机中，压力梯度与气流流动方向相反，不利于气流稳定流动，当流量和转速偏离设计值时，就容易发生逆流现象。