C_4_Selection-压气机设计初步类型选取原则
第3章压气机
3.2 轴流式压气机转子 3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 1、叶身的构造特点 （2） 特点 端部过弯叶身的叶片
为了减少叶片两端壁附面层所造成的损失，而将叶身（包括静子叶 片）尖端和根部前、后缘特别地加以弯曲，提高压气机效率。
第三十四页，编辑于星期五：二十一点 三十四 分。
3.2 轴流式压气机转子
3.2 轴流式压气机转子
5.2.1 转子的基本结构形式 2.盘式转子
第九页，编辑于星期五：二十一点 三十四分。
3.2 轴流式压气机转子
5.2.1 转子的基本结构形式 2.盘式转子
第十页，编辑于星期五：二十一点 三十四分。
加强盘式转子中盘与轴的联接（定心） ➢ 发夹型结构 ➢ 门型结构 ➢ 轴向梯形套齿等 ➢ 端面梯形套齿等
3.1 概述
➢ 轴流式压气机 转子:高速旋转对气流做功的组合件。
低压转子 双转子涡扇发动机中，低压转子就是风扇转子
或风扇转子和低压压气机转子的组合
高压转子
静子
包括机匣和整流器 单转子涡喷发动机中：进气装置、整流器机匣和扩压器机匣 双转子压气机中：进气装置、整流器机匣、扩压器机匣
分流机匣（将内、外涵道的气流分开）
第四十七页，编辑于星期五：二十一点 三十四 分。
3.3 轴流式压气机静子
3.3.1 整流器机匣 2. 整流器机匣的方案 （2）分段式机匣
机匣间的联接、定位和
较长叶片为避免发生危险共振或颤震在叶身中部的凸台
第三十一页，编辑于星期五：二十一点 三十四 分。
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 1、叶身的构造特点
（2） 特点 宽弦风扇叶片（V2500）
优点：没有增重、减震特性好、叶栅通道 面积大、 喘振裕度宽、级效率高等
压气机的设计过程
压气机的设计过程设计过程大致可分为五个密切相关的步骤即初步设计、S2通流计算、叶片造型（二元）、叶片造型（三元）和放大尺寸的试验件研究。
这五个步骤环环相扣, 每个阶段采用不同层次的数学物理模型和经验数据, 相互补充, 相互交叉检验, 最终将设计风险降到最小。
西方研制的压气机效率较高, 是与这种设计体系有关的。
以下对各设计步骤作简要说明。
初步设计—事先从整体上论证、预估所设计的风扇压气机方案的可行性初步设计从压气机总性能的设计要求出发, 采用1D平均流线分析程序和经验数据, 计算出负荷的轴向匹配, 并估算压气机性能（流量、压比、效率和喘振裕度）, 确定内外环壁形状、级数和总长度等。
PW、RR和GE等公司都是这样做的。
初步设计十分重要, 而且需要较多的经验。
如这一步犯了基本的错误, 例如选取了较少的级数和较短的长度, 致使叶片负荷过高和展弦比太大, 在以下的通流计算和叶型设计中将无法纠正。
初步设计确保了整个设计方案的可行性。
通流设计—S2程序与经验输入的协调设计采用S2程序及损失等经验数据, 解决流场的径向平衡和匹配。
开始时叶片展向压比和效率值取自初步设计, 此后在迭代中可进一步修正叶型损失和落后角这些经验数据。
采用扩散因子以及静子根部马赫数限制等准则, 可以得到各流面叶栅的马赫数、气流转折角、扩散因子等的合理值。
在多级压气机中的通流设计中, 环壁堵塞系数的选取十分关键。
如果选取不准, 则某些级流量会偏离设计点而导致整个压气机前后级不匹配。
另外, 为考虑径向掺混的影响, 通流设计程序中的掺混系数等还须与试验相配合, 进而加以确定, 详见3.5节。
叶片造型（二元）—任意叶型的气动优化造型20世纪70年代以前, 大多采用标准叶型和经验数据关联进行几何造型。
目前英、法、德的发动机公司已采用S1BYL2、MISES等S1程序进行任意叶型的气动造型。
即通过S2-S2系统, 用S1正问题程序反复计算和修改叶型, 采用叶表面速度分布、损失系数以及叶面附面层参数等准则, 使叶型得以气动优化。
压气机
西安航空职业技术学院毕业设计论文涡扇发动机的压气机部件目录1概述 ................................................................................................................................................................2压气机的分类以及结构特点 .......................................................................................................................2.1 ..................................................................................................................................................................2.2 ..................................................................................................................................................................2.3 .................................................................................................................................................................2.3.1 ...........................................................................................................................................................2.3.2 ...........................................................................................................................................................2.3.3 ...........................................................................................................................................................2.3.4 ...........................................................................................................................................................2.3.5 ..........................................................................................................................................................3压气机的工作原理 ........................................................................................................................................3.1离心式压气机的工作原理......................................................................................................................3.2轴流式压气机的工作原理...................................................................................................................... 4压气机的材料 ...............................................................................................................................................56压气机常见故障的诊断以及维修 ................................................................................................................ ......................................................................................................................................................................谢辞 ...............................................................................................................................................................参考文献 ...........................................................................................................................................................附录 ................................................................................................................................................................1概述发动机是飞行器的“心脏”，是在高温、高压、高转速的恶劣环境下长期反复使用的热力机械，对飞行器的性能具有极其重要的作用。
离心压气机设计-第一部分
(8)
从式(8)可以很清楚地发现正预旋和负预旋对滞止压比的影响。
叶轮进口几何尺寸的确定-叶轮进口气动参数之间的关系
如果设计人员在设计前只知道离心压气机质量流量和压比，为 了获得其它几何尺寸，必须还要假定一些必要的参数。例如选 择合适的马赫数和流动角等。这就意味着设计离心压气机的过 程可以走多条路线，因此主要尺寸的确定过程是一个优化设计 过程。
3 k 1
M 1 '2 s a M 1 2 s a 1 M u 22a M 11 s a 1k2 1M 1 2 s a 2 k 1
(10)
式中，Ma1s为叶轮进口轮缘处相对马赫数，MauU2/a01。
诱导轮
进口轮缘处相对马赫数M1s'
图 2 给 出 了 式 (10) 中 的 各 参 数 之 间 的 关 系 。 可 以 看 出 ， 当
的相对马赫数情况下，产生最大流量的相对流动角的计算公式 为
诱导轮
co 2s1s3 2M k1 M '2 s1 '2 a s1a 13 4M k1 M '2 s1 '2 a s1a 2
(12)
图3给出了由式(12)画出的曲线，横坐标为进口轮缘处相对流
动角。根据式(12)，设计者可以选择相对流动角1s，使入口相
1.4
0.3 纵坐标
1.2
0.2
横坐标
1.0
0.1
图中变量坐标
0.8
θM2 /(1-ν2)
u
0.6
0.4
0.2
0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
进口轮缘处绝对马赫数M1s
图2 马赫数对相对流动角的影响
03轴流式压气机c结构
§3.3.1 压气机的通流部分型式
压气机的通流部分型式
（3）等平均直径：等平均直径的级数及效率介于两 者之间。
10
09:46:14
§3.3.1 压气机的通流部分型式
压气机的通流部分型式
（4）混合型：在大流量、高压比的压气机中，
采用组合型的通流形式。
11
09:46:14
§3.3.2 压气机的静子
38 09:46:14
① 中心拉杆转子
中心拉杆转子若靠摩擦力传扭，每个轮 盘之间还需装有销钉。当运行中轮盘万一松 动，销钉将起保险作用而防止轮盘之间产生 相对滑移，以保证安全运行。而当转子拆开 后复装时，销钉可使各轮盘之间的周向相对 位臵保持原状。因此，中心拉杆转子除端面 齿式外，各轮盘之间都装有销钉。
（1）等外径: 等外径的优点是平均直径逐级增 大，即圆周速度逐级增大，故级的平均作功量 大于等内径的而使级数较少，其次是气缸平直 且 Nhomakorabea于加工。
8 09:46:14
§3.3.1 压气机的通流部分型式
压气机的通流部分型式
（2）等内径: 等内径的优点是末级平均直径小而使 叶片高，有利于压气机效率的提高，还易于把通流 部分分为几个级组，每个级组设计成同一叶型以便 加工。
第三章 轴流式压气机原理和结构
第三节 轴流压气机的结构
09:46:14
1
轴流式压气机原理和结构
轴流式压气机的工作原理 压气机的特性曲线 压气机的喘振及防喘措施 轴流式压气机的结构
2
09:46:14
§3.3
轴流式压气机的结构
压气机是工作在300 — 550℃之间的 高速转动部件，由于该工作温度不 太高，结构设计时主要考虑作用在 压气机上的各种机械力。压气机在 结构上应满足强度和刚度要求。
第3章压气机.docx
第3章压气机3. 1概述3. 2轴流式压气机转子3. 3轴流式压气机静子3. 4压气机防喘系统3. 5压气机附属装置3.6压气机主要零件的常用材料3. 7离心式压气机＞功用：给气体做功，提高气体压力＞主要指标：增压比、效率、可靠性、维修性、外廓尺寸和重量等。
＞压气机基本类型：轴流式一WP6, WP8, WP7,WP13,斯贝离心式——WP5 混合式一ALF502根据转子的数目：单转子一WP6, WP双转子一WP7, WP13,斯贝三转子本课程主要研究轴流式压气机结构，对离心式和混合式只做一般介绍。
＞轴流式压气机■转子:高速旋转对气流做功的组合件。
•低压转子双转子涡扇发动机中，低压转子就是风扇转子或风扇转子和低压压气机转子的组合•高压转子■静子•包括机匣和整流器单转子涡喷发动机中：进气装置、整流器机匣和扩压器机匣双转子压气机中：进气装置、整流器机匣、扩压器机匣分流机匣（将内、外涵道的气流分开）中介机匣（将气流由低压引入高压）中压压气机图3 ■“典型的三转子压气机鳥压压气机来自淇轮的中压轴传动低压釉传动来自涡轮的高压传动3. 2轴流式压气机转子3.2.1转子的基本结构形式＞转子设计的基本矛盾■尺寸小、重量轻■转速高、负荷大■惯性力和力矩、气体力（轴向力和扭矩）＞要求■可靠的强度和结构刚性■良好的定心、定位■传力、传扭可靠■良好的平衡性＞基本结构形式：鼓式、盘式、鼓盘式3. 2轴流式压气机转子S 3. 5作用在压气机转子上的主要负荷肌一亀力；F,—机动芟行时的倾性力$ P*—•轴向力彳M(.—机动飞籽时的陀蚪力矩* 几一叶片的离心力］皿丁一转犷的扭矩* F K—转子质联的离心力(未标出)图玉6压气机转子的基本型式鼓式■ <b)fe式E (C加强的盘式$(d>鼓盘式3. 2轴流式压气机转子3.2.1转子的基本结构形式1 ■鼓式转子豉式转子（见图3.6（a））的基本构件是一圆柱形、橄榄形或圆锥形鼓筒（视气流通道形式而定八借安装边和螺栓与前■后半釉联接。
第四章压气机
W c 2uu2 c 1uu1
（u c 2u c 1u）
u1 u2时
ucu
uwu
cu 和w u 称为气流的扭速，它的大小与气流的转折角
与相对应。加功量的大小取决与圆周速度u和气
流扭速wu。要提高压气机的增压能力，必须增大u和w 。
增大前者受到材料强度的限制，而增大后者受到叶栅
气动性能的限制。
2
动叶：
h
* 1
h1
c
2 1
，
2
h
* 1
w
h1
w
2 1
2
h
* 2
w
h2
w
2 2
，
2
h
* 1w
h
* 2
w
，
p
* 2w
p
* 1w
静叶：
h
* 2
h2
c
2 2
2
h
* 3
h3
c
2 3
2
h
h1*w h2*w
P1w*
P2w*
c
2 2
2
w
w
2 2
p
w
2 1
2t 2
22
2
P1*
c
2 1
p
h
* 2
h
* 3
，
p
* 3
p
中弧线：叶型型线诸内切圆
中心的连线；
叶型转折角：在中弧线两
端点处切线间的夹角；
弦长b：中弧线两端点的距
离（投影长度）；
叶型中弧线挠度f ：弦长
与中弧线上平行与弦长方向 的切线之间的距离；
叶型最大厚度Cmax：叶型诸内切圆的最大值； 进出口缘厚度d1、d2:组成进出口圆直径； 相对出口缘厚度：d2/o; o为喉口最小截面。
第3章第一节压气机的原理和特性ppt课件
1.压气机的特性与特性线 流量特性： 在转速、进气压力和进气温度一定时，压比和等熵效率随流量变化的关系，称为压气机的流量特性。 压气机的流量特性线： 通过实验测定并作出的压气机流量特性曲线。 压气机的特性线组： 不同转速下的压气机特性线绘在一起，所得到的曲线组，称为压气机的特性线组。
压气机的类型及特点 压气机级的工作原理 压气机的特性 压气机的不稳定工况 压气机的结构
主要内容
（一）压气机的类型及特点
1.压气机的作用 ——向燃气轮机的燃烧室连续不断地供应高压空气。 2.压气机的类型 轴流式：Axial-flow Type Air Compressor 离心式: Centrifugal-flow Type Air Compressor
轴流式压气机的结构
压气机的级 —— 由一列动叶片和紧跟其后的一列静叶片构成的压气机的基本工作单元。
第一级
世界各大燃气轮机公司采用的压气机
制造厂
GE发电
ABB-Alstom
Siemens
三菱重工
燃机型号（系列号）
MS9001FA
MS9001G/H
GT26
V94.3A
M701F
M701G
压气机型式、级数
代替圆周速度马赫数的定性准则数
（四）压气机的不稳定工况
典型的 不稳定工况
失速 喘振 阻塞
1.压气机的失速
(a)流量大于设计值 (b)流量小于设计值
叶背的边界层分离区易扩大
叶栅的失速 ——叶栅中体积流量减小时，叶栅背面边界层发生严重脱离，以致脱离区占据大部分流道并引起流动损失急剧增大的现象，称为叶栅的失速。 当压气机的某一级或某列叶栅失速时，压气机就进入失速状态。 叶栅失速的特征 ①一般先发生在叶栅的若干局部区域； ②局部失速区不是静止不动的，而是围绕压气机叶轮的轴线，以低于叶轮的速度与叶轮同向旋转； ③失速区的圆周速度一般为叶轮圆周速度的20%～80%，对多级轴流式压气机为40%~60%。 ④在相对坐标系中，失速区以相对速度u’朝叶栅运动的相反方向传播。
压气机气动设计
压气机气动设计一、压气机类型选择压气机是航空发动机的重要组成部分，其性能对整个发动机的性能有着至关重要的影响。
根据不同的应用需求，可以选择不同类型的压气机，包括离心式、轴流式、混流式等。
在选择压气机类型时，需要考虑发动机的总体设计、性能要求、制造工艺以及成本等因素。
二、压气机级数确定压气机的级数是影响其性能的重要因素之一。
级数越多，压气机的压力比越高，但相应的结构也越复杂，重量和成本也会增加。
因此，在确定压气机级数时，需要综合考虑性能要求、结构重量和成本等因素。
一般来说，低速压气机采用单级或双级，而高速压气机则采用多级。
三、压气机转速选择压气机的转速对性能也有重要影响。
转速过高会导致压气机失速和喘振等问题，而转速过低则会导致压气机效率降低。
因此，在选择压气机转速时，需要综合考虑性能要求、结构限制和可靠性等因素。
一般来说，低速压气机的转速较低，而高速压气机的转速较高。
四、压气机叶片设计压气机的叶片是直接影响其性能的关键部件之一。
在设计叶片时，需要考虑空气动力学、材料力学和制造工艺等方面的因素。
叶片的形状、大小和材料都会影响压气机的性能。
因此，在进行叶片设计时，需要进行详细的计算和分析，以达到最优的设计效果。
五、压气机通道设计压气机的通道是影响其性能的重要因素之一。
通道的设计需要考虑空气动力学、流体力学和传热学等方面的因素。
通道的形状、大小和结构都会影响压气机的性能。
因此，在进行通道设计时，需要进行详细的计算和分析，以达到最优的设计效果。
六、压气机控制系统设计压气机的控制系统是保证其正常工作和防止喘振等问题的关键部件之一。
控制系统需要根据发动机的工作状态和负载变化等因素进行调节，以保证压气机的稳定工作。
因此，在进行控制系统设计时，需要考虑控制策略、传感器和执行器等方面的因素，以达到最优的控制效果。
七、压气机喘振保护设计喘振是压气机在高速工作时出现的一种问题，会导致发动机性能下降甚至熄火。
因此，在进行压气机设计时，需要考虑喘振保护问题。
第5讲 压气机
轴向进气，轴向排气 优点：流通能力强、径向尺寸小、效率高 缺点：结构复杂、级增压能力小、轴向尺寸长、零件多 适合：高推力级、高速飞行飞机发动机
(2) 轴流式压气机
多级组成，每一级由工作轮与静子组成。 工作轮（转子〕：叶片、盘、轴 静子（导向器〕：叶片、机匣 转子在前、静子在后，交错排列
最大相对厚度Cmax及其相对位置e ：叶型中直径 最大的内切圆的直径为Cmax，其圆心到叶型前缘 的距离为e
2.叶栅的几何参数 在工程中，往往应用 叶栅稠度τ和几何进口 角β1K和几何出口角 β2K来表示。
3.气流与叶栅相对关系的几何参数 ①流入角β1和流出角β2 ：分别表示流入叶栅的 气流和流出叶栅的气流 与叶栅额线的夹角。 ②攻角i：流入叶栅的 气流方向与叶型中弧线 前缘切线之间的夹角。 ③落后角δ：流出叶栅 的气流方向与叶型中弧 线后缘切线之间的夹角 。
主要的防喘措施有以下三种
•①从多级轴流压气机的某一个或数个中间截面放气。当 压气机转速低于一定数值时将放气门打开，其目的是为了 增加前几级压气机的空气流量，避免前几级因攻角过大而 产生气流分离。中间级放气也避免了后几级压气机进口流 速过大，攻角过小，甚至为负值，使增压比和效率降低的 现象。 •②旋转一级或数级导流叶片。用这种方法防喘时，在第 一级压气机前面往往装有进口导流叶片。 •③采用双轴或三轴结构。将压气机分成二个或三个转子 ，分别由各自的涡轮来带动，于是一台高增压比的压气机 就成为二个或三个低增压比的压气机。
压气机旋转失速和喘振 失速区移动的原因是由于失速区把通道堵塞了一 压气机某一级出现失速，并不是沿整个环面同时 部分，使一部分气流向切线方向的前后分流，导致失 发生，而是在部分叶片中某个部位上首先发生，而且 速区后面叶片的正攻角加大，失速区前面叶片及失速 失速区不是固定在这些叶片上。失速区相对于工作轮 区叶片的攻角减小。于是失速区的叶片便解除了失速 叶栅向与旋转方向相反的方向移动。如果在地面上观 状态而失速区后面的叶片产生了失速。于是失速区就 察时，失速区附着在压气机工作轮上以较低的转速、 向叶片旋转相反的方向移动 。 相同的方向旋转运动，故称为旋转失速。
发动机原理-压气机
汽车发动机中的压气机通常与 发动机曲轴联动，利用发动机
的旋转来驱动压气机工作。
为了提高效率和减少能耗，汽 车发动机中的压气机通常采用 高效的设计，如采用高效的叶 轮和良好的密封措施。
汽车发动机中的压气机也需要 定期维护和检修，以确保其正 常工作和可靠性。
其他领域的应用
01
02
03
04
除了航空和汽车领域，压气机 还广泛应用于工业领域，如压 缩机站、气体分离和液化等。
现代航空发动机通常采用多级轴流式 压气机，这种设计能够提供更高的压 缩效率，同时降低能耗。
压气机的维护和检修对于确保航空发 动机的安全和可靠性至关重要，需要 定期进行清洗、检查和更换损坏的零 件。
汽车发动机中的压气机
在汽车发动机中，压气机通常 被称为空气压缩机，用于压缩 空气以供应制动系统、气瓶、 空调和其他需要压缩空气的设
空气的压缩
总结词
压缩过程是压气机工作的核心，主要通过压气机的旋转叶片实现。
详细描述
吸入的空气在压气机的叶片作用下开始压缩，随着叶片的旋转，空气被逐渐压缩，压力和温度也随之升高。这个 过程中，空气的体积被减小，密度增大，以便于更有效地进行燃烧。
空气的排
总结词
排出过程是压气机工作的最后一步， 主要通过排气口实现。
压气机的种类
离心式压气机
离心式压气机利用旋转叶片的离心力将空气吸入并压缩。其结构简单，可靠性 高，但效率较低。
轴流式压气机
轴流式压气机利用高速旋转的叶片将空气吸入并沿轴向流动，通过叶片的多次 压缩达到高压。其效率较高，但结构复杂，维护成本较高。
压气机的工作原理
01
02
03
空气吸入
压气机通过进气道吸入空 气。
压气机
两级压缩较单级压缩节省功＝ S2’23’’32’ 两级压缩较等温压缩节多耗功＝S122’1+S2’33’2’ 压缩级数越多，相较于单级压缩节省功越多，整个压缩过程也越接
近定温压缩。但级数过多会使机构复杂、造价增高、阻力损失增加
13
二、 级间压力的确定
两级压缩所需的总轴功为：
Ws Ws ,l Ws ,h
2－2’：气体在冷却器中定压冷却； 5－2’：冷却后气体吸入高压气缸过程
2’－3：高压气缸中气体压缩过程； 3－4：高压气缸排气过程；
12
2. 多级压缩和中间冷却的优点 （1）降低排气温度 单级压缩终了温度T3”>多级压缩和中间冷却终了温度T3
（2）节省功的消耗
单级压缩耗功＝S613’’46 两级压缩耗功＝ S61256 + S52’345
2S
1
1
(2) 按稳定流动能量方程计算： 因 QS 0 Ws、s H 2 H1
ห้องสมุดไป่ตู้
上式说明：绝热压缩消耗的轴功全部用于增加气体的焓，使气体 的温度升高。
6
5. 多变压缩轴功
(1) 将V p V /p 代入理论轴功计算式积分得 Ws、n
n 1 p2 n n n 1 Vdp p1V1 mR T1 T2 S12n341 p1 n 1 n 1 1 2n
（2）各级所消耗轴功相等
对于两级压缩,压缩1kg质量气体，各级消耗的轴功分别为 ws ,1 n n R T1 T2 p1v1 p2v2 n 1 n 1 n ws ,2 R T2' T3 n 1 T1 T2' , T2 T3 ws ,1 ws ,2
水电站中压气机技术要求
水电站中压气机技术要求作为一个水电站中的重要设备，压气机的技术要求对于水电站的正常运行具有重要意义。
以下是压气机技术要求的详细内容：一、压气机的类型和选择1. 压气机的类型：水电站中常用的压气机有离心式压气机和轴流式压气机。
根据水电站的实际需求和压气机的应用场景，选择合适的类型。
2. 压气机的选择：选择压气机时，需要考虑设备的风量、压力、效率、噪音等参数。
同时，还需要考虑设备的可靠性、经济性和维护便利性等因素。
二、压气机的性能参数和技术指标1. 风量：压气机的风量是指单位时间内通过压气机的气体体积。
鉴于水电站中压气机的应用场景，需要根据实际需要选择适当的风量。
2. 压力：压气机的压力是指设备所能产生的空气压力。
根据水电站的实际使用需求，选择具有合适压力的压气机。
3. 效率：压气机的效率是指设备输出的功率与输入的功率之比。
高效率的压气机能够提高工作效率，降低能耗。
4. 噪音：压气机在运行时会产生噪音，对于水电站来说，需要选择噪音较低的压气机，同时采取一定的措施来减少噪音对周围环境的影响。
5. 可靠性：压气机作为水电站的重要设备，需要具有较高的可靠性，确保设备能够稳定运行，避免因故障导致停机损失。
6. 维护便利性：压气机的维护保养对于设备的长期稳定运行非常重要。
因此，选择具有维护便利性的压气机，有利于设备的正常维护。
三、压气机的控制系统1. 压气机的控制系统需要具备自动控制和远程监控等功能，能够实现对压气机的运行状态进行监控和控制。
2. 控制系统应具备良好的稳定性和可靠性，能够在不同的工况下实现自动调节和保护。
3. 控制系统还应具备数据采集、故障诊断和报警等功能，及时反馈设备运行状况，为维护人员提供参考。
四、压气机的安全保护措施为确保压气机的安全运行，需要采取一系列的安全保护措施，例如：1. 过载保护：压气机应具备过载保护装置，当设备超过额定负荷时能够及时切断电源，防止设备损坏。
2. 温度保护：压气机应具备温度传感器，当设备温度过高时能够及时报警，并采取相应的措施降低温度。
航空发动机压气机-2022年学习资料
第二时所需要的压缩空气，也可以为座舱增压 涡轮散热和其他发动机-的起动提供压缩空气。-评定压气机性能的主要指标是增压比、效率、外面尺寸和重量、-工作 靠性、制造和维修费用。对于航空发动机来讲.最重要的指-标之一是外面尺寸。它用单位空气质量流量来衡量，即通过 动机-单位面积的空气质量流量。-对压气机结构设计的基本要求：-1满足发动机性能设计提出的各项要求，性能稳定 稳定工作范-围宽-2具有足够的强度、适宜的刚度和更小的振动；-3结构简单.尺寸小，重量轻：-4工作可靠.寿 长；-⑤维修性、检测性好.性能制造成伞比高。
N子-紧搜-紧度阳-径向销钉-装度。-筑线盘-第5级盘-第6级盘-〔销个金-州合金】-b-敲盘式转子一WP 发动机压气机转子-1一前支点：2一前半轴，3一螺栓，4一转了叶片，5一轮盘：-6一后华轴；7一后支点：A一 衡螺钉1B一刮倒材料处-鼓盘式转子-16
2.4鼓盘式转子-鼓盘式转子兼有鼓式转子的抗弯刚性和盘式转子的承受-大离心载荷的能力，因而得到广泛应用.特 是在现代涡扇-发动机的高压压气机上。鼓盘式转子的结构方案繁多，按其-级间联接的特点，可分为不可拆御的转子、 拆卸的转子和-部分不可拆卸部分可拆卸的混合式转子三大类。-17
第二章压气机-在航空燃气涡轮发动机中.一船采用了3种-基本类型的压气机：-离心式压气机-²轴流式压气机-² 压式压气机
2.1离心式压气机-转动部分-导风轮、离心叶轮、转轴等-静止部分-进气装置、叶轮前壁、后壁、扩压器、机匣组 -4
2.1离心式压气机-温度7速度c压力P-典型的离心式压气机的叶轮-进气通道-一叫轮+扩压器小分气宝一-5
第8次课-压气机-PPT
离心式压气机
压 空气在工作叶轮内沿远离叶轮旋转中心的
气 方向流动。WP5
机 轴流式压气机
基
本
空气在工作叶轮内基本沿发动机的轴线方
类
向流动。WP6，WP8，WP7， WP13，斯贝
型 混合式压气机。ALF502
5
3、压气机分类
根据转子的数目： 单转子——WP6，WP8 双转子——WP7，WP13，斯贝 三转子
分(c22－c32)/2 进一步转化成为空气的压力势能，使气
体的压力进一步增高。
37
3、如何提高轴流式压气机的性能
1）多级轴流式压气机的主要参数
（1） 轴流压气机的增压比
压气机的增压比定义为
:p压k 气机出口截面的总压；
p:压1k气机pp进1k 口截面的总压；
* ：号表示用滞止参数（总参数）来定义。
第8次课 压气机
主要内容
第一节 概述 第二节 轴流式压气机工作原理 第三节 压气机构造 第四节 压气机附属装置 第五节 离心式压气机
2
第一节 概述 一、压气机功用
对流过它的空气进行压缩，提高空气的压力，
供给发动机工作时所需要的压缩空气。也可以为
坐舱增压、涡轮散热和其他发动机的起动提供压
缩空气。
1、评价指标
上式表明，压气机对1kg气体所做的压气机功是用
来克服流动损失，提高气体的压力和增加气体的动
能。 39
1）多级轴流式压气机的主要参数
（2） 压气机功 lc
影响压气机功的因素：
A、lcn —多变压缩功
B、l损 — 损失功 a、摩擦损失： b、分离损失 c、对涡损失 d、漏气损失
lc
lcn
c22
c12 2
压缩机的选型方法
压缩机的选型方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March压缩机的选型方法①确定热泵的工质，冷凝温度，蒸发温度，容积制热量，制热量，压缩机功率。
表2-30 典型制热温度时的可选工质(部分)GB/T 23137-2008 家用和类似用途热泵热水器综合考虑制热温度与环境友好的因素，选择R134a为工质。
②先考虑有无该工质的专用压缩机，如R22，R134a，R717，R744等均有专用压缩机系列。
R134a作为使用最广泛的中低温环保制冷剂,由于R134a良好的综合性能,使其成为一种非常有效和安全的R12的替代品,主要应用于在使用R 12制冷剂的多数领域,包括:冰箱,冷柜,饮水机,汽车空调,中央空调,除湿机,冷库,商业制冷,冰水机,冰淇淋机,冷冻冷凝机组等制冷设备中,同时还可应用于气雾推进剂,医用气雾剂,杀虫药抛射剂,聚合物(塑料)物理发泡剂,以及镁合金保护气体等.R134a是目前国际公认的R12最佳的环保替代品.R134a不含氯原子,对臭氧层不起破坏作用,具有良好的安全性能(不易燃,不爆炸,无毒,无刺激性,无腐蚀性):其制冷量与效率与R12非常接近,所以视为优秀的长期替代制冷剂.R134a可广泛用做汽车空调,冰箱,中央空调,商业制冷等行业的制冷剂,并可用于医药,农药,化妆品,清洗行业.因离心式压缩机与螺杆式压缩机用于150kw以上的制冷量，不适合家用热泵热水器用。
又R134a与R12性质相近。
为此，选择滚动转子式压缩机进行实验。
③如有专用压缩机，根据热泵的制热量、功率范围及当地能源情况，确定压缩机的形式。
如制热量较大时可考虑采用离心式压缩机，制热量中等时可采用时考虑螺杆式压缩机，制热量不大时可考虑活塞式、旋转式、涡旋式压缩机。
如用电方便时，宜首选封闭式压缩机；用电较紧张时，可考虑采用内燃机或燃气轮机驱动的开启式压缩机。
第四章压气机
燃气涡轮发动机第4章压气机3第4章压气机压气机功用–对流过它的空气进行压缩,提高空气的压力。
4第4章压气机⏹压气机分类–离心式压气机⏹空气在工作叶轮内沿远离叶轮旋转中心的方向流动–轴流式压气机⏹空气在工作叶轮内基本沿发动机的轴线方向流动–混合式压气机图4-1 离心式压气机64.1 离心式压气机 组成–导流器：使气流以一定的方向进入叶轮，以减小流动损失。
–叶轮：叶轮是高速旋转的部件，对空气作功，提高空气的压力。
–扩压器：通道是扩张形的，空气在流过它时，速度下降，压力上升。
–导气管：使气流变为轴向，将空气引入燃烧室。
74.1 离心式压气机⏹组成–叶轮：从结构上叶轮分单面叶轮和双面叶轮两种。
⏹单面叶轮是在轮盘的一侧安装有叶片，从一面进气；⏹双面叶轮是指在轮盘的两侧都安装有叶片，从两面进气。
–可以增大进气量，–对于平衡作用在轴承上的轴向力也有好处。
图4-2 单面叶轮和双面叶轮94.1 离心式压气机 增压原理–扩散增压原理：通道是扩张形的，空气流过时，速度下降，压力提高。
–离心增压原理：气体流过叶轮时，由于气体随叶轮一起作圆周运动，气体微团受惯性离心力的作用，圆周速度越大，气体微团所受的离心力也越大，因此，叶轮外径处的压力远比内径处压力高。
104.1 离心式压气机 离心式压气机的优缺点–单级增压比高,一级的增压比可达4:1－7:1 ,甚至更高;稳定的工作范围宽;结构简单可靠;重量轻;所需要的起动功率小。
–流动损失大，尤其是级间损失更大，最多两级；效率较低，最高只有83％－85％，甚至不到80％;单位面积的流通能力低，迎风面积大，阻力大。
图4-3 两级离心式压气机124.2 轴流式压气机⏹组成–转子⏹对空气作功，压缩空气，提高空气的压力⏹由工作叶轮构成–静子⏹使空气扩压, 继续提高空气的压力⏹由整流器(整流环)构成⏹1级=1个工作叶轮+1个整流器⏹工作叶轮与整流环交错排列就形成了多级轴流式压气机。
⏹为了保证压气机工作稳定，在第一级工作叶轮前还有一排不动的叶片叫进气导向器。
微型燃气轮机压气机的设计流程
微型燃气轮机压气机的设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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四压气机特性
*' q( )
SM
[
k *
1
q( )'
1]100%
k
1
喘振裕度：SM （ 12%） 防喘措施
– 中间级放气 – 可转动静子导流叶片 – 进气机匣处理 – 双轴、三轴
中间级放气防喘
在压气机中间级设计放气门，当通道堵塞时，打开 放气门，放掉一部分气，使通道堵塞现象缓解，前 面级进气速度增加，进气迎角减小，消除了叶背分 离。
T (1 k 1 M 2 )
2
u
a
1
2
a
M u Dn
C n
u a 60 k RT
T
1
1
所以：
* k
q
T*
f( 1
ma
1
p*
,
1
n )
T* 1
* k
q
T*
f( 2
ma
1
p*
,
1
n) T*
1
通用特性
通用特性图
相似流量为横坐标 增压比为纵坐标 相似转速为参变量 三种线
– 等相似转速线 – 等效率线 – 不稳定边界线
后果：强烈振动、熄火
喘振的发生：
气流以大的正攻角进入动叶时，叶背严 重分离，流通通道受阻，压气机增压能 力严重下降。由于后面高压气体始终有 一种回冲趋势，当气流前进的动能不足 以克服回冲趋势时，产生倒流。当产生 倒流后，缓解了反压，气流在动叶推动 下，又开始正向流动。但流量仍嫌少， 攻角又加大，使后面气流再次回冲。如 此反复，压气机内气流轴向震荡喘振
Thank you
稳定工作范围 高效率区
如果设计点 在P点
– 相似流量变化 PA PB
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u2 r2
Speed [rpm]
n 100000
10000
u2 m / s
200 320 500
1000
10
100
1000
Diameter [mm] D2
Michael Casey
Version: August 2015 Compressors C_4_Selection Page 5
C_4.1.4
Selection diagram for industrial compressor types
• Standard types from MAN Turbo
Discharge Pressure (bara)
600 400 200 100 60 40 20 10 6,0 4,0 2,0 0,4 1,0 2,0 4,0 10 20 40 60 100 200 400
– A non-dimensional enthalpy rise and flow for a certain impeller size and tip speed: V hs t1 2t1 s 2 • Head rise Flow D2 u2 u2 coefficient coefficient – A non-dimensional angular velocity or size for a given volume flow and head 1 1 rise: 2 4 Vt1 h s • Specific Specific s Ds D2 3 1 speed diameter h 4 2
pt 3 pt1 1 ( 1)M
2 n /( n 1) u2
• Radial compressor with air at 20°C and tip speed Mach number of 1.0
Gas : Air, M 28.97, R 8314.4 / 28.97 287.1 J/kg/K
Compressors (C) C_4: Compressor selection
Prof. Michael Casey MA, DPhil, FIMechE, CEng, FASME
Retired Professor of Thermal Turbomachinery in the University of Stuttgart
s
V
t1
Michael Casey
Version: August 2015
Compressors
C_4_Selection
Page 3
C_4.1.2
Other influences on the design
• Compression tasks can often be met with different designs. • The technical choice of design and type is influenced not only by the non-dimensional coefficients but also influenced by
• Pressure ratio depends on blade speed and speed of sound
– For fixed speed we get • More pressure ratio on a cold day
at1 RTt1
• (see chapter C_3 for derivation of the equation above) Michael Casey
pt 3 pt1 1 ( 1)M
2 n /( n 1) u2
• Hydrogen compressor – low molecular weight gas
Gas : H 2 , M 2, R 8314.4 / 2 4157.2 J/kg/K
1.4, ( 1) 3.5, p 0.857, 0.65, M u 2 1.0
Standard Compressor Types
R – Radial A – Axial AV - Axial mit verstellbaren Leitschaufeln B - Barrel Z - Cooling S – Sidestream RIK – Radial with integrated cooler
– Gas properties • Molecular weight / Toxicity – Available design experience – International standards – Available driver (motor, gas turbine, steam turbine, turbocharger turbine) – Economics: initial cost, energy costs and operating costs – Size – Available materials – Maximum allowable operating speed – Requirements on the performance map (operating range, efficiency) – Application (for example, low frontal area and weight in jet engines)
• Refrigeration applications not limited by mechanical properties
– At 340 m/s a very high pressure rise
M u 2 2.143,
pt 3 pt1 (1 0.216 * 0.65 * 2.1432 ) 4,82 11.0
Michael Casey
Version: August 2015
Compressors
C_4_Selection
Page 4
C_4.1.3
Effect of radial compressor speed and size
Microcompressors Small turbocharger compressors n 60u2 / D2 Large turbocharger compressors Classical process compressors 1000000
n /(n 1) 3.5 * 0.857 3, pt 3 pt1 (1 0.4 * 0.65 *1.0 2 ) 3 2.000 Tt1 20 C 293.1 K , at1 RTt1 1306.1 m/s, u 2 1306.1 m/s !!!
• Limited by mechanical properties
Compressors
C_4_Selection
Page 2
C_4.1.1
Influence of design data
• Four key items of data are needed to specify a single-stage compressor application:
– – – – The pressure rise, or isentropic enthalpy rise, hs The inlet volume flow rate, V t1 The rotor casing diameter at impeller outlet, D2 The rotor angular velocity, or blade tip-speed
Version: August 2015 Compressors C_4_Selection Page 7
C_4.1.6
Pressure ratio with high molecular weight gas
pt 3 pt1 1 ( 1)M
2 n /( n 1) u2
• Refrigeration compressor – high molecular weight gas
Gas : CH 2 FClF3 , M 102.0, R 8314.4 / 102 81.5 J/kg/K
1.216, ( 1) 5.63, p 0.857, 0.65, M u 2 1.0
n /(n 1) 5.63 * 0.857 4.82, pt 3 pt1 (1 0.216 * 0.65 *1.0 2 ) 4.82 1.88 Tt1 20 C 293.1 K , at1 160.1 m/s, u 2 160.1 m/s
0.65, M u 2 1.0, 1.4, ( 1) 3.5 p 6 / 7 0.857, n /(n 1) 3.5 * 0.857 3.0
pt 3 pt1 (1 0.4 * 0.65 *1.0 2 ) 3 2.000 Tt1 20 C 293.1 K, at1 RTt1 343.2 m/s, u2 343.2 m/s
An educational course on compressors based on lectures given by the author in the University of Stuttgart
Michael Casey
Version: August 2015
Compressors C_4_Selection
Page 1
C_4: Compressor selection
C_4.1 Influences on the design C_4.2 Cordier or Balje diagram C_4.3 Effect of gas properties