压气机的设计过程
燃气轮机离心压气机的设计与优化
燃气轮机离心压气机的设计与优化随着能源需求的不断增长，燃气轮机作为一种高效、节能的发电设备，受到了广泛的关注和应用。
其中，离心压气机是燃气轮机的核心部件之一，对燃气轮机的性能起着至关重要的作用。
本文将探讨燃气轮机离心压气机的设计与优化。
一、离心压气机的工作原理离心压气机是一种通过离心力使气体加速并增压的机械装置。
其工作原理如下：气体经过进气口进入离心压气机，然后被转子的离心力推向转子周围，同时通过转子的叶片加速，气体在叶片间产生压缩作用，最终达到所需的高压。
离心压气机的转子由多个叶片组成，叶片的形状和布局对其性能有着重要影响。
二、离心压气机的设计要点离心压气机的设计要点包括叶片尺寸、叶片数量、叶片形状以及离心机壳的结构等。
首先，叶片的尺寸决定了流量和压升的大小。
较小的叶片泵送气体的速度较快，但压升较小；较大的叶片泵送气体的速度较慢，但压升较大。
其次，叶片的数量对离心压气机的性能也有影响。
合理的叶片数量能够提高离心机的效率和排气能力。
此外，叶片的形状也是一个关键因素。
常见的叶片形状有直翼型、宽翼型和曲线翼型等。
不同的形状会影响气体流动的速度和流向，从而影响离心压气机的性能。
最后，离心机壳的结构对压气机的稳定性和流动损失也有一定影响。
合理设计离心机壳的进出口角度和形状可以减小流动损失，提高压气机的效率。
三、离心压气机的性能指标及优化方法离心压气机的性能指标主要包括压比、效率和气体流量。
压比指的是出口气体的总压力与进口气体的总压力之比。
效率是指离心压气机输入的机械功与输出的气体功之比。
气体流量则表示单位时间内通过压气机的气体体积。
离心压气机的设计目标是在给定的进口条件下，最大化压比和效率，同时满足所需的气体流量。
离心压气机的优化方法主要有以下几种：首先，可以通过改变叶片的形状和布局来改善离心机的性能。
例如，采用曲线翼型叶片可以提高离心机的效率和压比。
其次，可以通过增加叶片数量和合理设置叶片的进出口角度来改善离心机的性能。
航空发动机原理第五讲 发动机部件工作原理---压气机
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三、轴流式压气机增压原理
级增压原理： 动叶 加功增速 靠扩张叶栅通道减相对速度，增加压力； 静叶 使在动叶中获得能量的气流，通过扩张叶栅通 道减速增压 同时静子还起导向作用将气流引导到一定方向 ，为顺利进入下一级做准备
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速度三角形（出口）：
气流流出动叶的相对速度为W2； 叶片转动切线速度为U2； 气流流出动叶的绝对速度为V2。
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三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 气体在动叶栅中的流动：
近似认为动叶前后切向速度不变U1 U2 气流在动叶中相对速度降低，W2 W1（减速增压） 气流流经动叶的绝对速度增加，即V2 V1（转子做功）
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三、轴流式压气机增压原理
2、亚音基元级增压原理 气体在动叶栅中的流动： 伯努利方程（相对坐标系）
dp W22 W12 W fr 0 dp 0 W 2 2 W1
1
2
叶型弯曲形成扩张通道，相对 速度减小，压力提高
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四、热力过程及主要参数
1、热力过程 理想情况：绝热等熵压缩 实际情况：不可逆压缩（近似多变压缩）
h 2i
理想压缩功
2
P2*
P1*
等熵
实际压缩功
1 S
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四、热力过程及主要参数
2、效率计算
等熵过程的关系式： 等熵压缩功：
T2i p2 i ( ) T1 p1
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离心式压气机的原理与设计(2)
叶轮效率与流体效率
---叶轮效率(1) ---叶轮效率(1) 叶轮效率
* H2 η2 = We
k H = R T2* − T1* k −1
* 2
(
)
叶轮效率η2的定 义：叶轮内气体 的总焓升H2*与叶 轮的有效功We之 比。叶轮效率表 征叶轮工作的完 善程度。
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叶轮效率与流体效率
---叶轮效率(2) ---叶轮效率(2) 叶轮效率 图3-19表示在不同的a1/t1条件 下，叶轮效率η2与ca1’及u2’的 试验曲线。a1，表示叶轮进口 处两叶片之间最小截面(喉部) 的宽度；t1，表示叶轮进口处 叶片间的节距。 图中u2为叶轮圆周的比速度， a1/t1为喉口宽度与节距之比。 由图可以看出，当ca1=0.250.35时，η2最高；a1/t1的值 越小则η2也越高。
n2 n2 −1
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叶轮出口空气状态参数的确定(3) 叶轮出口空气状态参数的确定
空气在叶轮任一通道上的流动都不可能是均态的。因 此计算所得数值是空气的平均参数值。 叶轮叶片的出口宽度b由流量方程确定，且应考虑到 叶片实际厚度对流道有效面积的堵塞影响。
M cτ 1 b2 = γ 2πD2 ca1τ 2
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叶轮出口空气状态参数的确定(2) 叶轮出口空气状态参数的确定
在较为精确的计算中，可以令 Qin = 0.5WId
2 µ 2 u2 可得： T2 = T1 + µ + 0.5α − k 2 R k −1
叶轮出口处的压力，可按多变方程计算：
T2 p2 = p1 T 1
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叶轮效率与流体效率
---流体效率 ---流体效率
Wad Wad ηh = = 2 Wad max u2
第二章压气机
2.5 工作叶片
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2.5 工作叶片
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2.6 榫头
工作叶片通过榫头实现与轮盘的联接。因此，对榫的主 要设计要求是： 1)在尺寸小，重量轻的条件下，将叶身所受的负荷可 靠地传递给轮盘； 2)保证工作时片的准确定位和可靠固定； 3)应有足够的强度、适宜的刚性及合理的受力状态， 尽量避免应力集中 4)结构简单、装拆方便。 目前铀流式压气机转子叶片榫头形式有三种: A）燕尾式 B）销钉式 C)枞树式
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2.2轴流式压气机
轴流式压气机转子 转子是一个高速旋转对气流做功的组合件。在双转子涡 喷发动机中，压气机又分为低压转子和高压转子；在双转子 涡扇发动机中．低压转子就是风扇转子．或者是风扇转子和 低压压气机转子的组合。压气机转子一船是简支的，也有些 是悬臂 轴流式压气机静子
静子是静子组合件的总称，包括机匣和整流器。在单 转子涡喷发动机中，压气机机匣由进气装置、整流器机匣 和扩压器机匣组成。在双转子压气机中，在风扇和压气机 之间还有一个分流机匣，将内、外涵道的气流分开；在高、 低压压气机之间有一个中介机匣，将气流由低压压气机顺 利引入高压压气机。
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2.3 轴流式压气机转子的基本结构
加强的盘式转子
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2.3 轴流式压气机转子的基本结构
鼓盘式转子由若干个轮盘，鼓简和前、后半轴组成。 盘缘有不同形式的榫槽用来安装转子叶片。级间联接可采 用焊接、径向销钉、轴向螺栓或拉杆。转子叶片、轮盘和 鼓简的离心力由轮盘和鼓筒共同承受．扭矩经鼓筒逐级传 给轮盘和转子叶片，转子的横向刚性由鼓筒和连接件保证。
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2.6 榫头
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2.6 榫头
槽向固定的方式很多，通常采用卡圈、锁片、档销等锁紧 方式或复合方式，也可利用其他结构件固定，如封严环、径向 销钉等。要根据具体结构和槽向力的大小来选择固定方式。
离心压气机设计-第一部分.
C2
C2 W2
W2
U2 U2 没有滑移情况下叶轮出口速度三角形，左图：径向叶轮，右图：后弯叶轮
叶轮出口几何尺寸的确定-滑移因子的计算
滑移现象的存在减小了切向速度分量的大小，因此减小了叶轮 的压比，并且还使叶轮的耗功量减小。为了获得设计压比，就 要求增大叶轮直径，提高叶轮的旋转速度。这又导致叶轮承受 的应力增加，同时也使摩擦损失增加，降低了压气机的效率。
叶轮出口几何尺寸的确定-滑移因子的计算 对于径向叶轮，式 C 2 U 2 Cm2 tan 2b 可以简化为
C 2 U 2
根据质量流量可以获得出口子午速度为
C m 2 m 2 A2
.
A2 2 r2 b2 ，其中
对于进口没有预旋的径向式叶轮，式(8)可以改写为
p02 p 01
12 11 10 9 8
p02 p 01
Ì ¦ ¦ Ç l=1
k 1 k
2 1 k 1l Mau
È ¹ ± ¹ Ñ Í Ö Ö
7 6 5 4 3 2 1 0.0
图4 零预旋时压比和Mau之间的关系
Ì ¦ ¦ Ç l=0.85¡ Á 0.9
旋转速度越高，压比越高
(11)
对式(11)中的1s求导，令其导数等于零，即可获得在任意给定 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
cos2 1s
'2 3 kMa1 s '2 2Ma1 s
'2 4 Ma 1 s 1 1 '2 3 kMa 1 s
2 m 1 A1C m1 r12 s r1h 1C m1 .
航空发动机设计手册第8册—压气机
航空发动机设计手册第8册—压气机航空发动机设计手册第8册—压气机导言航空发动机作为现代飞机的核心部件之一，其设计和性能直接关系到飞机的安全和效率。
而在整个发动机中，压气机作为将空气压缩的部分，具有非常重要的作用。
本文将从深度和广度两个方面对航空发动机设计手册第8册—压气机进行全面评估，并撰写一篇有价值的文章，以帮助读者更全面、深刻地理解这一主题。
一、压气机的作用和原理压气机是航空发动机中的一个重要部件，其主要作用是将从进气口吸入的空气进行压缩，以提高空气的密度和压力，为燃烧室提供更加理想的燃烧条件。
通过高效的压气机设计，可以有效提高发动机的功率输出和燃料效率，从而提高飞机的性能和经济性。
压气机的原理主要是通过旋转的叶片对空气进行不断的加速和压缩，使其内能转化为压缩空气的动能和静能。
二、压气机设计要点及技术挑战在航空发动机设计手册第8册中，对压气机的设计要点和技术挑战进行了详细的介绍。
压气机设计需要考虑叶片的气动性能和结构强度，以确保在高速旋转和高压力下的稳定运行。
压气机的叶片布局和数量、进气口的设计和进气量的控制等都是需要精密计算和优化的关键参数。
压气机在高速飞行状态下还需要考虑气动噪声和振动问题，以确保飞机在各种工况下都能够稳定、安全地运行。
三、压气机的发展趋势和展望随着航空发动机技术的不断进步和飞机性能的不断提高，压气机的设计也在不断发展和演进。
未来的压气机将更加注重高效、轻量化和智能化的设计，以满足飞机对燃料经济性、环保性和安全性的更高要求。
随着电力推进和混合动力技术的发展，压气机在这些新型动力系统中的应用也将得到更加广泛的关注和研究。
总结航空发动机设计手册第8册—压气机作为航空发动机设计的重要参考资料，全面系统地介绍了压气机的设计原理、计算方法和性能特点。
通过对压气机的深度和广度的探讨，我们可以更好地理解航空发动机的工作原理和设计要点，从而更好地应用于飞机研发和运行中。
压气机作为航空发动机的关键部件，其设计和性能对飞机的性能和经济性都具有重要影响，因此其发展趋势和展望也值得我们深入关注和研究。
航空发动机压气机叶片的设计
防喘装置的设计
• 1.喘振原因：进气畸变，吞烟，进气道阻塞 • 2.防喘措施：
• • • • •
放气机构 可调进口导向器叶片 可调静子叶片 处理机匣 多转子
防止外来物砸伤
• 对大涵道比风扇及涡轮轴发动机尤为重要 • 措施： • 叶片上加凸台，带冠； • 小展弦比叶片； • 防尘网 • 离子分离器
轴流式压气机动叶和静叶的作用：基元级工作轮叶栅的作用， 扩压、加功；基元级整流器叶栅的作用，扩压导向。
•
叶片与轮盘的选材
• 压气机工作时，转子与更高的，转速旋转，一般均在，10000转/分以上，
转子上的工作叶片与轮盘均产生，很大的离心力。工作叶片产生的离心 力使叶片收到拉伸，并通过叶片的根部传给轮盘。轮盘除承受本身的离 心力外，还要承受工作叶片传来的离心力，因此轮盘的工作条件比，叶 片，苛刻得多，设计中要保证工作叶片和轮盘足够的强度。
谢谢！
优点
等内径设计
优点
充分提高叶 提高末级叶片效 片切向速度 减少压气机 级数 对气体加功量
小，级数多 切向速度受 强度限制 率（为什么？）
等外径设计
缺点
缺点
个人对这个问题的理解
•
• •
左下图为环壁附面层引起的轴向速度变形示意图，由于附面层逐 级变厚，和流动通道的逐渐减小，因此越往后，轴向速度分布变 形越大。
为什么压气机叶片要分为静子与转子？
•
轴流式压气机工作时工作叶片以很高的速度，旋转，对空气 流做功，不仅使空气受到压缩，压强提高，而且使空气加速， 以较大的速度向后排出，气流离开工作叶片后，进入整流器 片中，整流叶片不仅按一定角度排列，而且叶片间的通道做 成扩散形状，空气流在扩散型的整流叶片通道中，流速降低， 根据伯努利定律，在流动中流速降低出压强必然升高。因此， 空气在整流叶片中得到进一步增强，增压后的空气以一定角 度，流出整流叶片进入下一级工作叶片。
离心压气机设计-第二部分
离心压气机内损失特点
根据上面的分析得出的结论，在叶轮旋转速度和焓变相同情况 下，径流式叶轮机械相对速度的变化小于相应轴流式叶轮机械 相对速度的变化。
由这样的结论我们或许推断出径流式叶轮机械比相应的轴流式 叶轮机械的效率更高一些，而实际上径流式叶轮机械的效率更 低一些。
这种矛盾主要是由于径流式叶轮机械通道形状比较复杂造成的， 工质在径流式叶轮机械内部流动时要流过90弯曲通道，其哥氏 力的方向近似沿周向方向(轴流式叶轮机械哥氏力方向近似沿径 向)，这就产生比轴流式叶轮机械中更加强烈的二次流动。
叶片中线上环量rC分布方式分析
WsWpZ 2BdrdsC
rC沿s分布规律可以有多种形式，它可以是线性变化，也可以 是非线性变化；可以是单段曲线，也可以是分段曲线。对于非 线性变化，可以为二次曲线分布，也可以为三次曲线分布。
叶片中线上环量rC分布方式分析
图2至图4 给出了三种叶片表面环量分布和相应的吸力面和压力 面上相对速度分布。
W W
其中分子为叶片吸力面和压力面上的相对速度差，分母为吸力 面和压力面平均速度值。
叶片载荷分布形式 已有的设计经验表明设计的压气机叶片前缘和尾缘的叶片载荷 应尽可能小，以保证获得较好的入口流动状态和最小的叶片出 口落后角。为了减小叶尖泄漏流动，可以采用轮缘载荷相对较 低，轮毂载荷更高一些的分布形式。叶片最大载荷区域应在 50%60%叶片弦长范围内。也就是说叶片叶片方向上的载荷分 布形式近似为抛物线分布形式(图1)。
叶片载荷分布形式
叶片包络角也影响着叶片载荷系数的分布方式和大小。最开始进 行叶片形状设计时调整叶片包络角，叶片包络角在3040范 围内。叶片包络角过大，会对叶片强度带来不利影响，并且还会 导致加工难度增大。在叶片包络角调整后，进行轮毂形状的调整， 这样会改变叶根叶尖载荷系数分布形式及大小。在叶轮子午形状 调整的差不多后，开始叶片轮缘轮毂叶片角分布曲线的调整，在 调整过程中主要实现两个目的，一是使叶轮进口和出口载荷系数 尽可能接近于0，二是使载荷形式近似成抛物线形式。
第三章 轴流压气机工作原理
第三章 轴流压气机的工作原理压气机是燃气涡轮发动机的重要部件之一，它的作用是给燃烧室提供经过压缩的高压、高温气体。
根据压气机的结构和气流流动特点，可以把它分为两种主要型式：轴流式压气机和离心式压气机。
本章论述轴流式压气机的基本工作原理，重点介绍压气机基元级和压气机一级的流动特性及工作原理。
第一节 轴流压气机的增压比和效率轴流式压气机由两大部分组成，与压气机旋转轴相联接的轮盘和叶片构成压气机的转子，外部不转动的机匣和与机匣相联接的叶片构成压气机的静子。
转子上的叶片称为动叶，静子上的叶片称为静叶。
每一排动叶（包括动叶安装盘）和紧随其后的一排静叶（包括机匣）构成轴流式压气机的一级。
图3－1为一台10级轴流压气机，在第一级动叶前设有进口导流叶片（静叶）。
图3－1 多级轴流压气机压气机的增压比定义为***=1p p k kπ （3－1） *kp ：压气机出口截面的总压；*1p ：压气机进口截面的总压；*号表示用滞止参数（总参数）来定义。
依据工程热力学有关热机热力循环的理论，对于燃气涡轮发动机来讲，在一定范围内，压气机出口的压力愈高，则燃气涡轮发动机的循环热效率也就愈高。
近六十年来，压气机的总增压比有了很大的提高，从早期的总增压比3.5左右，提高到目前的总增压比40以上。
图3－2 压气机的总增压比发展历程压气机的绝热效率定义为***=k adkkL L η （3－2） 效率公式定义的物理意义是将气体从*1p 压缩到*2p ，理想的、无摩擦的绝热等熵过程所需要的机械功*adk L 与实际的、有摩擦的、绝热熵增过程所需要的机械功k L *之比。
p 1*p k*1k adkL *k L *ad ksh *图3－3 压气机热力过程焓熵图 由热焓形式能量方程（2－5）式、绝热条件、等熵过程的气动关系式)1(11)(k k adk adk p p T T -****=和R k k c p 1-=可以得到 )1(1)(111--=-=-****k k k adk p adk RT k k T T c L π （3－3） )1(1)(111--=-=******T T RT k k T T c L k k p k （3－4） 将（3－3）和（3－4）式代入到（3－2）式，则得到1111--=**-**T T k k k k k πη （3－5）效率公式（3-5）式可以用来计算多级或单级压气机的绝热效率，也可以用来计算单排转子的绝热效率，只要*k p 和*k T 取相应出口截面处值即可。
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。
航空发动机设计手册第8册—压气机
航空发动机设计手册第8册—压气机航空发动机作为飞机的心脏，其设计和性能直接影响飞机的安全和效率。
在航空发动机设计手册的第8册中，压气机是其中一个关键的部分，其设计和性能对发动机整体性能起着至关重要的作用。
在本文中，我们将深入探讨压气机的设计原理、工作特性以及对整体发动机性能的影响。
1. 压气机的基本原理压气机是航空发动机中的一个关键部件，其主要作用是将气体压缩，提高进气气流的压力和温度。
压气机通常由多级叶片和转子组成，通过叶轮的旋转将气体压缩，使其达到所需的进气压力。
压气机的设计需要考虑叶轮的叶片角度、叶片数目、叶片材料等因素，以实现高效、稳定的压缩过程。
2. 压气机的工作特性压气机在工作过程中会产生压力脉动和振动问题，这对发动机的可靠性和性能造成一定的影响。
在设计压气机时，需要考虑叶轮和转子的结构强度、动力平衡等问题，以减小振动和噪音，提高压气机的工作稳定性和可靠性。
压气机的流场特性对压气机的压缩效率和性能影响巨大，需要通过流场仿真和试验验证来优化设计。
3. 压气机对整体发动机性能的影响压气机的设计和性能直接影响整体发动机的性能和效率。
压气机的压缩效率、气动性能和工作稳定性会影响发动机的燃烧过程、推力输出和燃油消耗，直接关系到飞机的飞行性能和经济性。
在设计压气机时，需要综合考虑压气机与其他部件的协调配合，以实现最佳的整体性能和效率。
总结回顾通过对航空发动机设计手册第8册—压气机的深入探讨，我们对压气机的设计原理、工作特性以及对整体发动机性能的影响有了更深入的了解。
压气机作为航空发动机中的关键部件，在提高发动机性能和效率方面发挥着重要作用。
在今后的发动机设计和优化过程中，需要继续关注压气机的设计和性能问题，以实现更高水平的发动机性能和效率。
个人观点和理解作为发动机设计师，我深知压气机在航空发动机中的重要性。
压气机的设计和性能直接关系到整体发动机的性能和效率，对整个飞机的飞行性能和经济性影响巨大。
多级压气机一维气动设计
多级压气机一维气动设计设计指标：压比10 质量流量8kg/s进口条件：3/225.115.288101325m kg k T pa P ===ρ密度温度大气压 结构形式：参考发动机-透博梅卡公司TM333公司 2级轴流加1级离心 压比10.5-11 转速45000r/min 空气流量3kg/s 输出功率800kw 选择结构为2级轴流（1级压比1.4 二级压比1.35 总压比1.89）加一级离心（压比5.5） 轴流级设计：第一级（等环量设计） 设计转速30000r/min 转子设计1：pa p in 405304.0101325=⨯=全压 2：s m q v /5306.6/83==ρ体积流量 3：pa p p in 40530==∆压升 4：()()687.148405305306.63000054.554.54343=⨯⨯=∆=p q nn vs 比转速5：由下图由比转速选择R+S 级，选择全压效率和全压系数为%59.854.0==tF t ηψ6：叶轮直径m p D t 90.261549544.0405303000065.24n 65.24==∆=ψ7：叶轮外缘圆周速度s m Dn u t /5410.84107060/==π 8：流量系数90.2958572463.41726587.045306.6422=⨯⨯⨯==ππϕt u D q9：全压系数30.3920331663.417225.1240530222=⨯⨯=∆=t t u pρψ10：轮毂比选为55.0/==D d d 所以20.14385225=d 所以轴向速度8174.265675)1(42222=-=d D q c va π理论全压系数为44326.0/.==tF th t ηψψ11叶片数目选择由上表叶片选择在8-16 又有公式 选择16个叶片12：将叶片截面分为6个截面，其中相对平均半径为843.0212=+=d r m静子设计：理论全压系数为44326.0/.==tF th t ηψψ查得18.02=n第二级设计（等环量设计）设计转速30000r/min进口条件：3112122/1723.172.10313052.30624.327141855m kg RTppa T T p p kC V T T k T pa P KK P===⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==-===-***ρ密度静温总温总压设计压比1.35 转子设计1：pa p in 5.4964935.0141855=⨯=全压 2：s m q v /8242.6/83==ρ体积流量 3：pa p p in 5.49649==∆压升 4：()()533.1305.496498242.63000054.554.54343=⨯⨯=∆=p q nn vs 比转速5：由下图由比转速选择R+S 级，选择全压效率和全压系数为%25.854609.0==tF t ηψ6：等外径设计，叶轮直径m D 26587.0= 7：叶轮外缘圆周速度s m Dn u t /63.41760/==π8：流量系数2943.063.41726587.048242.6422=⨯⨯⨯==ππϕt u D q9：全压系数4856.063.4171723.125.49649222=⨯⨯=∆=t t u pρψ10：轮毂比选为7.0/==D d d 所以d=0.1861m 无因次轴向速度577.012=-=dc a ϕ所以s m u c c t a a /241==为避免在叶片根部产生气流分离，验算最小轮毂比 理论全压系数为5696.0/.==tF th t ηψψ 由下图查得14.02=n 由下表，对于R+S 级()()3558.214.015696.0577.02122.=-⨯=-=Φn c th t a r ψ所以叶轮最小允许轮毂比为42448.0/1min =Φ=r d 符合要求 对于后导叶471.142.2==Φtht a f n c ψ后导叶最小轮毂比为026.012112min =-+Φ=d d In d d f符合要求11叶片数目选择由上表叶片选择在10-20 又有公式()5.10.10.24.03.05.19.07.05.026167.017.0115.19.011m --=--=-=-+⨯⨯-⨯=-+=为叶珊稠度，取或者更多为时，当为时，当τλλπτπλm m mm d d dd Z 选择22个叶片12：将叶片截面分为6个截面，其中相对平均半径为863.0212=+=d r m静子设计：理论全压系数为44326.0/.==tF th t ηψψ查得18.02=n离心机级设计设计压比5.5 转速30000r/min 进口流量8kg/s 进口条件：sm C m kg RT p pa T T p p kC V T T k T pa P KK P/17.242/07149.1525.10690865.347283.37625.1915043112122====⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==-===-***进口速度密度静压静温总温总压ρ1.03.0=ic ξ进口部分损失系数2.进气多变指数()3833.1111111=+---=ic ic m ξκκ 3.J/kg 237590.446111a =⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=-κκεκκin RT W 定熵压缩功 4.选取定熵能量头系数选定502=A β 选出口流量系数248.02=r ϕ 选轮阻及漏气损失03103.0=+t df ββ 叶片数24=Z 多变效率81.0=opt η691628308.0cot sin 12222=--=A r A u Zβϕβπϕ5776025.0)1(2=++=t df opt u s ββηϕψ5.9641.3571692==ssw u ψ叶轮圆周速度6.导风轮进口轴向速度z c 1为242.17m/s7.进口流量系数60.37758991/211==u c z ϕ8.叶轮外径80.40831269)/(6022==n u D π9.0.65114311/D 0.26587211==D D10.导风轮进口内径40.1772879042/11121=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=z m c q D d πρ11.导风轮进口平均直径()()90.225962222/2/1221=+=d D D m 12.导风轮顶部周速5417.61530260/11==D n u π13.导风轮进口平均直径周速3354.93017160/1==m m D n u π 14.导风轮进口根部周速8278.47497560/0==d n u π 15.导风轮顶部气流角930.1089205)/(tan 1111==-u c z β 16.导风轮平均中径气流角634.3058441)/(tan 1111==-m z m u c β 17.导风轮根部气流角941.0111777)/(tan 0110==-u c z β 18.导风轮顶部气流冲角31选取为i 19.导风轮平均中径气流冲角41选取为m i 20.导风轮根部气流冲角50选取为i21.导风轮顶部叶片安装角933.1089205111=+=ββi A 22.导风轮平均中径叶片安装角638.3058441111=+=m m Am i ββ 23.导风轮根部叶片安装角946.0111777000=+=ββi A 24.导风轮顶部相对速度()3482.7513332/121211=+=u c W z25.导风轮平均中径相对速度()7429.6763142/121211=+=m z m u c W26.导风轮根部相对速度()2369.0455542/1202110=+=u c W z27.导风轮叶尖进口马赫数 1.29152259/11==kRT W MA28.导风轮叶片数()()()24/2/sin 21221=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=D D in l z A A optββπτ 29.导风轮叶片前缘厚度mm 11=δ 30.导风轮进口阻塞系数0.94480647sin 11111=-=Amm D Z βπδτ31.导风轮进口叶片内部速度4256.317042/111==τz c c32.导风轮进口叶片马赫数81.310917852121=+kRTu c z33.滑移系数80.698133431/32112211=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=D D Z m πμ34.叶轮出口气流周向速度3447.75288622==u c u μ35.选取出口流量系数248.02=r ϕ，则叶轮出口气流径向速度1159.056578222==u c r r ϕ36.叶轮出口绝对速度475.16485822222=+=u r c c c37.导风轮损失系数选为2.01=ζ38.导风轮中气流能量损失418462.173522111==mh w h ζ 39.叶轮中损失系数选为1.02=ζ40.叶轮中气流能量损失31264.9497522222==r h c h ζ41.轮盘摩擦鼓风损失系数04.0=α42.轮盘摩擦鼓风损失816453.560722==u h r α 43.叶轮气流总损失736180.684021=++=∑r h h h h h h44.叶轮出口前气流温度9566.6738152121222212=⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+-+=z r u c c h c u kR k T T 45.叶轮气流指数系数()62.92454316112=-∑--=T T R h k k i σ 46.叶轮气流多变指数 1.51960383111=+-=i i m σ 47.叶轮出口气流压力446245.46911212=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-i i m m T T p p48.叶轮出口前气流密度72.74326645/222==RT p ρ 49.叶轮出口叶片厚度mm 5.22=δ50.叶片出口堵塞系数80.93821296sin 122222=-=AD Z βπδτ51.叶轮出口气流径向速度3149.228944223==r r c c τ52.叶轮出口气流绝对速度u u r c c c c 23u 23233c 471.966021==+= 53.叶轮出口外气流出口角()718.4324130/tan 3313==-u r c c α 54.叶轮出口外气流温度()9565.1664932010222323=-+=c c T T 55.叶轮出口外气流压力23p p ≈56.叶轮出口外气流密度 2.75058286/33==RT p ρ 57.叶轮宽度60.01519390)/(3322==ρπr m c D q b 58.叶轮出口相对宽度60.03721144/22=D b 59.叶轮出口马赫数60.99031229)(/333==kRT c Ma 60.叶轮出口参数60.01519390b 80.4083126922==D 61.选取叶片扩压器外径80.6247184253.124==D D 62.选取叶片扩压器内径20.4573102212.123==D D 63.选取叶片宽度70.018232682.1243===b b b 64.气流全部充满无叶段气流角121.7984948tan arctan 2323=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=*ααb b 65.叶片进口气流角420.11545392323=+=*ααα66.取15,35,2043=∆==A A A ααα 66.727.5577269243=+=Am ααα67.叶片扩压器叶片数片取20620.5011357sin 2343==D D in t l Z mαπ68.流道长度0.18092627sin 234=-=mD D l α 69.当量锥型扩散角53.83502262)sin sin arctan(2333444=-⨯=lZ b D b D AA eq ααθ70.查图得扩压器损失系数为13.0=v ξ 71.扩压器进口速度为1421.3982333223==D D c c 72.扩压器能量损失31177.80312223==gc h v hyd ξ73.扩压器效率80.83940016sin sin 11244443333=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=αγαγξηb D b D vv74.考虑比重70.853*******.1/34==v ηγγ 75.根据效率可求得多变指数50348.170.853190765.311=⨯=-=-i i i m k km m η 76.扩压器出口速度5142.590297sin sin 43434334==ααγγD D c c77.扩压器出口温度4643.3975772010242334=-+=c c T T 78.扩压器出口压力7657210.574)1/(3434=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-i i m m T T p p79.比重33.55838095444==RT p γ 80.比重51.293682512434==γγγγ，与假设值相差不大。
风扇压气机结构设计
2023风扇压气机结构设计contents •风扇压气机设计总览•风扇压气机结构设计•风扇压气机动力学分析•风扇压气机性能评估•设计总结与展望目录01风扇压气机设计总览设计目标通过优化风扇压气机的结构设计，使其具有较高的空气压缩效率。
实现高效率降低噪音可靠性高易于维护在设计中考虑降噪措施，使风扇压气机在工作时产生的噪音最小化。
设计应确保风扇压气机在日常使用中具有较高的可靠性。
设计应使风扇压气机的维护和保养变得简单、方便。
需求分析明确设计需求，对设计方案进行初步评估。
性能仿真利用CFD等仿真软件对风扇压气机性能进行仿真分析。
方案设计根据需求分析结果，进行方案设计。
优化设计根据仿真结果，对设计方案进行优化。
CAD建模利用CAD软件建立风扇压气机的三维模型。
细节设计完成最终的细节设计，包括零部件材料选择、热处理等。
设计流程设计规范根据空气动力学原理，确定风扇压气机的空气动力学设计规范。
空气动力学设计规范为确保风扇压气机的结构强度和稳定性，需制定结构强度设计规范。
结构强度设计规范为避免风扇压气机在使用过程中产生振动和变形，需制定刚度与振动设计规范。
刚度与振动设计规范为方便维护和确保安全，需制定维护与安全设计规范。
维护与安全设计规范02风扇压气机结构设计1风扇设计23根据需求选择适合的风扇种类，如轴流风扇、离心风扇等。
风扇种类根据实际应用场景，计算并设计合适的风扇尺寸。
风扇尺寸为满足特定性能需求，如风量、风压等，需要对风扇的性能进行评估和优化。
风扇性能根据应用场景选择合适的压气机种类，如离心式、轴流式等。
压气机设计压气机种类根据实际需求，计算并设计合适的压气机尺寸。
压气机尺寸提高压气机的效率是设计的关键，需要优化压气机的结构、减少内泄漏和降低能量损失。
压气机效率根据风扇和压气机的设计结果，进行整体结构的设计和优化。
整体结构优化风扇和压气机的气流通道，降低流阻，提高气流效率。
气流通道确保整体结构的强度和稳定性，以满足运行条件下的振动、压力等要求。
离心压气机气动设计程序开发及应用
离心压气机气动设计程序开发及应用叶轮机械作为国民经济的支柱产业,其运行效率决定了能耗的高低,稳定性直接影响着整个机组的安全。
对于其中的高端产品离心压气机而言,目前各行业的需求朝着高压比、高效率及高稳定性的方向发展。
例如：军方无人机等应用领域需要高压比离心压气机,过程工业需要高效率、高稳定性的多级离心压气机产品等等。
从近年来离心压气机的市场份额来看,在制冷和天然气输送等领域,国外多级离心压气机产品一直占据垄断地位。
加之国防领域对无人机的需求,很有必要加强离心压气机的设计研究。
较为有效的途径为自主开发高适应性、高性能的离心压气机气动设计程序,开展不同产品研发工作,掌握不同流量系数类型、不同压比离心压气机的关键设计技术,最终服务于我国军用、民用离心压气机产品的开发。
本文以自主研发离心压气机气动设计程序为主,采用不同流量系数离心压气机的数值模拟和试验数据对设计程序性能进行了验证；然后利用所开发的设计程序,针对各领域对离心压气机新的需求,研发多款不同流量系数的单级离心压气机；最后将单级离心压气机设计技术集中体现在一款1.5MW、总压比为12的单轴多级离心压气机上,从而积累掌握单、多级离心压气机关键设计技术。
与此同时,开展了离心叶轮-扩压器之间的局部流动研究,探讨该区域流动状况与离心压气机扩稳的关联性。
本文的核心内容主要分为以下几个部分：(1)自主研发离心压气机气动设计程序,包含设计模块和分析模块,采用不同流量系数离心压气机的试验和数值模拟数据整体验证设计程序的性能；(2)基于开发的气动设计程序,结合不同的实际工程应用背景,设计了涵盖低、中、高流量系数的单级离心压气机,其中包括：为某款多级离心压气机设计的一款以天然气为工作介质的离心压气机,用作于最后一级；为碟式太阳能空气涡轮发电系统设计的小流量、高压比单级离心压气机；为美国密歇根州立大学改进设计了一款高流量系数(0.2)离心压气机；为企业开发了一款用于电厂脱硫氧化和生物发酵的大流量、高压比离心压气机产品,并通过样机试验进行了性能验证；(3)研发了一款1.5MW、总压比为12、以空气为介质的单轴多级离心压气机,前后5级离心压气机采用“背靠背”结构布置,以相互抵消部分轴向力。
风扇压气机结构设计
研究结论与建议
结论
风扇压气机的结构设计在气动性能、制造工艺等方面 取得了较好的成果，但仍存在一些不足，需要进一步 优化和改进。
建议
未来的研究应继续探索风扇压气机的优化设计方法，提 高其性能和稳定性；同时，加强对复杂工况和环境条件 下的研究，以便更好地应对实际应用中的各种问题。
感谢您的观看
THANKS
3. 稳定性
叶轮应能在各种工况下稳定工作，以避免 设备故障。
4. 耐久性
叶轮应具有较长的使用寿命，以降低更换 成本。
叶轮的空气动力学设计
设计目标
叶轮的空气动力学设计旨在优化叶片 形状、角度和位置，以最大程度地提 高空气压力和流量。
01
设计流程
通常包括以下步骤
02 03
1. 理论分析
利用流体力学理论对叶轮进行建模， 预测其性能表现。
风扇压气机的工作原理和性能参数
风扇压气机的工作原理是利用风扇将空气吸入并加速至高压 ，然后通过压气机叶片将空气进一步压缩并输送到燃烧室。
性能参数主要包括流量、压比、效率等。流量指单位时间内 通过风扇压气机的空气量，压比指风扇出口与进口空气压力 的比值，效率指风扇压气机传递给空气的能量与输入能量的 比值。
风扇压气机结构设计
汇报人： 2023-11-25
目 录
• 引言 • 风扇压气机概述 • 风扇压气机叶轮设计 • 风扇压气机机匣设计 • 风扇压气机整体结构设计 • 风扇压气机性能测试与评估 • 结论与展望
01
引言
研究背景和意义
风扇压气机在航空发动机中的重要地位
风扇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和稳定性 有着重要影响。
布局要求
风扇压气机的整体结构布局应考虑气动 性能、力学性能和维修性等方面的要求 ，合理安排风扇、压气机和机匣等部件 的位置，以实现整体结构的最优。
多级压气机设计与性能评估
多级压气机设计与性能评估压缩机作为工业领域中重要的能量转换设备，在实际应用中扮演着至关重要的角色。
多级压气机是一种常见的压缩机类型，其设计与性能评估是提高其工作效率和可靠性的关键因素。
本文将探讨多级压气机的设计原理、性能评估方法以及优化技术。
1. 多级压气机的设计原理多级压气机通过将多个压缩级连续排列，从而实现对气体的逐级压缩。
每个压缩级由叶轮和定子组成，通过相互作用将气体逐级压缩。
在设计过程中，需要考虑叶轮的几何形状、叶片数量、进气口和出气口的位置等参数，以及叶轮和定子之间的最佳间隙，以确保压缩机的工作效率和性能。
2. 多级压气机性能评估方法多级压气机的性能评估是判断其工作效率和性能优劣的重要指标。
常用的性能评估方法包括压缩机总压比、绝热效率、等熵效率等。
压缩机总压比是指压缩机出口气体总压力与入口气体总压力之比，绝热效率是指在绝热条件下气体的压缩效果，等熵效率则考虑了气体在压缩过程中的热交换效果。
通过对这些指标的评估，可以全面了解多级压气机的性能表现。
3. 多级压气机性能优化技术为了提高多级压气机的效率和性能，可以采用一系列的优化技术。
首先，通过改变叶轮的几何形状和叶片数量，可以提高叶轮的流体动力学性能，减小能量损失。
其次，通过优化叶轮和定子之间的间隙，减小泄漏流量，提高压缩机的密封性能。
此外，还可以通过采用先进的材料和涂层技术，减小叶轮的摩擦和磨损，延长压缩机的使用寿命。
这些优化技术的应用可以有效提升多级压气机的效率和可靠性。
4. 多级压气机的实际应用多级压气机广泛应用于石油化工、能源、航空航天等领域。
在石油化工行业中，多级压气机用于气体增压、工艺气体循环等工艺过程中。
在能源领域，多级压气机是发电厂中关键设备之一，用于压缩空气、循环气体等。
在航空航天领域，多级压气机则被广泛应用于飞机发动机、火箭发动机等。
综上所述，多级压气机作为重要的压缩机类型，其设计与性能评估对于提高工作效率和可靠性至关重要。
活塞式压气机机械原理课程设计
活塞式压气机机械原理课程设计活塞式压气机是一种常见的压缩机，它利用活塞的往复运动来压缩气体。
在工程中，活塞式压气机被广泛应用于各个领域，如空气压缩、气体输送和工业生产等。
在这篇文章中，我将介绍活塞式压气机的机械原理以及相关的课程设计。
活塞式压气机的机械原理是基于活塞的往复运动来实现气体的压缩。
它主要由气缸、活塞、连杆、曲轴和阀门等部件组成。
在工作过程中，活塞在气缸内做往复运动，通过曲轴和连杆机构将活塞的直线运动转化为曲轴的回转运动。
同时，通过阀门的开闭控制，使气体在活塞运动过程中进入或排出气缸，从而实现气体的压缩。
活塞式压气机的工作过程可以分为吸气、压缩和排气三个阶段。
在吸气阶段，活塞向外运动，气缸内形成负压，使气体通过阀门进入气缸。
在压缩阶段，活塞向内运动，使气体被压缩，压力逐渐增加。
在排气阶段，阀门打开，压缩气体被排出气缸。
通过连续的往复运动，活塞式压气机可以实现稳定的气体压缩和输送。
在活塞式压气机的课程设计中，可以从以下几个方面展开研究。
首先，可以对活塞式压气机的结构进行分析和设计。
通过研究不同的气缸直径、活塞行程和活塞数量等参数，优化活塞式压气机的性能，提高压缩效率和输送能力。
可以探究活塞式压气机的工作原理和热力学特性。
研究活塞式压气机在不同工况下的工作过程，分析气体的压力、温度和体积等参数的变化规律，为系统的优化和控制提供理论依据。
还可以考虑活塞式压气机的振动和噪声特性。
通过分析活塞式压气机在运行过程中的振动和噪声产生机制，设计合适的减振和降噪措施，提高设备的工作环境和使用安全性。
可以研究活塞式压气机的运行和维护。
通过实验和数据分析，了解活塞式压气机的运行状态和性能指标，制定合理的维护计划，延长设备的使用寿命和运行稳定性。
活塞式压气机是一种常见的压缩机，它利用活塞的往复运动来实现气体的压缩。
在课程设计中，可以从结构设计、工作原理、热力学特性、振动噪声和运行维护等方面展开研究。
通过深入研究活塞式压气机的机械原理，可以更好地理解和应用这一重要的工程设备。
压气机工作原理及结构设计
压气机工作原理及结构设计一、引言压气机是一种能够将气体压缩增压的设备，广泛应用于工业生产、能源转换和空气供应等领域。
本文将详细介绍压气机的工作原理及其结构设计。
二、工作原理压气机的工作原理基于热力学中的压缩过程，通过增加气体的压力来实现能量的转换。
一般来说，压气机的工作过程可分为吸气、压缩和排气三个阶段。
1. 吸气阶段：在压气机的进气口，气体通过气流进入压缩机内部。
此时，压气机的叶轮会旋转，将气体吸入叶轮的叶片间隙中。
2. 压缩阶段：当气体被吸入叶片间隙后，叶轮的旋转将气体加速，并将其压缩。
在这个过程中，叶轮的叶片将气体推向周围的壁面，使气体压缩并增加压力。
3. 排气阶段：经过压缩后，气体被推向压气机的出口。
在此过程中，压气机的出口阀门会打开，将压缩后的气体排出。
三、结构设计为了实现压气机的高效工作，其结构设计至关重要。
下面将介绍压气机的几个关键组成部分。
1. 叶轮：叶轮是压气机的核心部件，其主要功能是通过旋转将气体吸入、压缩和排出。
叶轮通常由多个叶片组成，叶片的形状和角度会直接影响气体的流动和压缩效果。
2. 进气口和出口：进气口是气体进入压气机的通道，通常设置在压缩机的一侧。
出口则是气体排出的通道，通过出口可以将压缩后的气体输出到需要的地方。
3. 驱动装置：驱动装置是使叶轮旋转的动力来源，常见的驱动装置有电动机、内燃机等。
驱动装置的选取需要考虑压气机的使用场景和要求。
4. 冷却系统：由于压气机在工作过程中会产生大量热量，因此需要设计冷却系统来降低温度。
冷却系统通常包括散热器、冷却液等部件。
5. 控制系统：为了实现对压气机的控制和监测，需要设计相应的控制系统。
控制系统可以监测压力、温度等参数，并根据需要进行相应的调整。
四、应用领域压气机广泛应用于各个领域，如工业生产、能源转换和空气供应等。
在工业生产中，压气机常用于提供动力源和压缩空气供应。
在能源转换领域，压气机可以用于增压和输送气体。
此外，压气机还可以用于空气供应，如气体瓶充气、氧气输送等。
微型燃气轮机压气机的设计流程
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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。
而美国的发动机公司虽没有报道S1程序的名称, 但如NAFCOT计划, 实际上也采用功能相同的S1程序, 即2DEuler解内含该公司积累的经验数据。
这种二元造型法在叶高的大部分区域内是适用的, 但对叶尖、叶根等三元流动较强的区域, 以及弓形静子、前掠、后掠等使S1流面翘曲的叶片, 应采用3D N-S程序进行另外的修改。
叶片造型（三元）—叶片的三元优化造型
3DN-S程序与S2-S1程序相配合, 能在一定程度上算出风扇压气机内流场的细微结构, 这对控制二次流损失、激波邓村面层干扰损失等是有利的。
但由于目前3DN-S程序计算精度还不够高,所以对叶片的三元修改不可能完全依靠计算, 还需经验和技巧。
GE公司为发展先进的复合弯扭叶片, 在低速模拟试验器上进行了多种叶片的试验研究。
RR 公司的Gallimore认为3DN-S计算用于修改叶片时还应凭经验来判断。
放大尺寸的试验件研究—多级核心压气机研究平台
由于多级压气机内流动的复杂性, 经上述四个设计阶段得到的结果在按设计尺寸对压气机进行加工之前, 还应经放大尺寸的试验件的详细测量验证。
GE公司
采用放大尺寸的低速模拟, 对设计参数进行详细测量和研究。
SNECMA公司
该公司将七级高压压气机的后四级各叶片排轴向间距放大约30%, 以便进行详细测量。
并配合S2-S1程序、3D N-S程序等进行分析, 对叶片进行优化修改。
英国NGTE
将C147核心压气机后四级和五级所有几何尺寸放大一倍, 以便在叶片间轴向问隙内进行详细测量和分析, 检验设计的准确程度。
西方发动机公司的经验表明, 经过这五个步骤,一般能取得良好的效果。
我们一台试验件的直接经验也表明, 采用以上多种程序和经验数据的设计步骤是必不可少的, 否则设计过程难以避免不确定性。