气动计算

需确定多变效率与重热系数
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 2、多变压缩功：


dp
n RT1 ( c n 1) n 1
n 1
多变效率
n k 1 p n 1 k
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 级效率的选取：

多变效率：0.89 压气机效率：



*
sk

k 1 k c k 1 k si c
按照功率确定：
ladk
k 1 * k * k RT1 c 1 241.5kJ / kg k 1
若H u 30kJ / kg 则：z 8 ~ 9
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 2、分配各级的绝热压缩功：
ladk
k 1 * k * k RT1 c 1 241.5kJ / kg k 1
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算
气动计算内容： 1、多级通流计算 2、各级沿叶高气流参数计算（扭向设计） 3、叶片造型
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算
多级通流计算： 1、确定级数 2、分配各级绝热压缩功 3、选择通流部分形式 4、计算各级气流参数和确定部分尺寸 5、求出转子转速及所需功率
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 压气机静叶参数计算：

进气角 静叶总压损失
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 叶型参数计算：

弯角 叶型厚度分布 中弧线变化规律 叶栅稠度
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 其他参数选取原则：
1、预旋 采用适当的正预旋可降低进口相对马赫数； 采用正预旋牺牲了叶栅作功能力； 随着预旋的减小反动度逐级增加，有利于提 高叶栅作功能力。

确定轴流压气机转速 确定相对进气角 计算出口气流角
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 其它参数的确定：


计算基元级反动度 校核叶尖速度 计算叶根弯角
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 计算动叶出口热力学参数：



动叶出口压力 动叶出口温度 动叶出口速度 出口绝对气流角
叶轮机械原理
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 级进口参数确定：


进气道总压损失系数 进口总压 进口密度
P 1 1 RT1
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 结构参数确定：


由连续方程确定进口面积 确定进口外径 确定平均直径
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 基元级速度三角形的确定：

4、牵连速度选择 强度限制； 进口马赫数限制； 第一级加功量限制。
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算
5、叶栅稠度的选择 前几级工作轮叶栅平均直径处0.6~1.0； 后面级平均直径处叶栅稠度1.3~1.4； 导向叶栅稠度1.2~1.3
6、展弦比的选择 小展弦比有利于防喘； 小展弦比使摩擦损失增大； 前面级展弦比3.5~4.0，后面级2.0~2.5。
——轴流压气机气动计算
设计数据： 空气流量：50kg/s 滞止总压比：8.4 大气参数： P* 1.01325105
1
T1* 288k
叶轮机械原理 ——轴流压气机气动计算
1、压气机级数的确定
1 8.4
* c z
若 1 1.27 则：z 9
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算
7、攻角的选择 前面级采用负攻角-2~0； 后面级采用较小正攻角0~2； 叶尖采用正攻角以提高Mmax。
8、轴向间隙的选择 轴向间隙有利于改善周向速度不均匀度。
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算
多级轴流压气机的气动计算： 已知数据：空气流量G、压比π、大气参数P、T 1、选定进口参数 轮毂比、进口轴向速度、圆周速度、进口相对马赫数 2、计算进口气流参数 3、计算进口结构参数 4、计算出口气流参数 选取基元级等熵效率、基元级反动度 5、计算出口结构参数 6、各级的结构参数和气流参数计算
1 1
0.8536
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 重热系数的确定（多变压缩功）：
lc
* ladk
k
(1 ) H s
z 1 z
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 各级等熵功分配：
总的等熵功： lc (1 ) H s 252kj/ kg H z
si
H sm
28kJ / kg
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叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 各级等熵功分配：

第一级：（0.5~0.6）Hsm（15kJ/kg） 中间级：（1.08~1.1） Hsm （32kJ/kg）


末级： Hsm （28kJ/kg）
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算 各级通流计算：

进口相对马赫数 牵连速度（圆周速度） 轴向速度
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算
2、轮毂比的选择
小的轮毂比对应大的叶片长度，有利于提高 压气机通流能力； 叶片扭曲严重，影响前面级作功能力； 等外径压气机轮毂比取0.4左右，等内径压 气机轮毂比取0.55~0.6。
叶轮机械原理
——轴流压气机气动计算
3、进口马赫数的选择 进口叶尖相对马赫数不超限； 平均直径处马赫数取0.8~0.85，叶尖相对马 赫数0.9~0.95。