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

.63000054.554.54

34

3

=⨯

⨯=∆=p q n

n v

s 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 ηψ

6：叶轮直径m p D t 90.261549544

.040530

3000065.24n 65.24==∆=

ψ

7：叶轮外缘圆周速度s m Dn u t /5410.84107060/==π 8：流量系数90.2958572463

.41726587.04

5306.64

22=⨯⨯⨯=

=

ππ

ϕt u D q

9：全压系数30.3920331663

.417225.12

405302

2

2

=⨯⨯=

∆=

t t u p

ρ

ψ

10：轮毂比选为55.0/==D d d 所以20.14385225=d 所以轴向速度

8174.265675)

1(4

2

222=-=

d D q c v

a π

理论全压系数为44326.0/.==tF th t ηψψ

11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

843.02

12

=+=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 RT

p

pa T T p p k

C V T T k T pa P K

K 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

.63000054.554.54

34

3=⨯

⨯=∆=p q n

n v

s 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 ηψ

6：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/==π

8：流量系数2943.063

.41726587.04

8242.64

22=⨯⨯⨯=

=

ππ

ϕt u D q

9：全压系数4856.063

.4171723.12

5.496492

2

2

=⨯⨯=

∆=

t t u p

ρ

ψ

10：轮毂比选为7.0/==D d d 所以d=0.1861m 无因次轴向速度577.012

=-=

d

c 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==

Φth

t a f n c ψ

后导叶最小轮毂比为026.012112

min =-+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

.10.10.24.03.05.19.07.05.026

167.017

.0115.19.011m --=--=-=-+⨯⨯-⨯=-+=为叶珊稠度，取或者更多

为时，当为时，当τλλπτπλm m m

m d d d

d 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

863.02

12

=+=d r m