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文档之家› 03 第三章 压气机与风扇解析
03 第三章 压气机与风扇解析
2 压气机的工作原理
(1)基元级工作原理 (Principle of Operation of Elementary Stage) 为了减小工作叶片沿高度方向的扭转,有些压气机采用进口导 流叶片(Inlet Guide Vane) 。
2 压气机的工作原理
(2)多级压气机(Multi-stage Compressor)
7 可调静子叶片(Variable Guide/Stator Vanes)
改变进口导流叶片以及前面若干级静叶的安装角,从而改变气 流进入工作叶片时的流动方向,使攻角处于最佳状态,避免气流的 分离。
7 可调静子叶片 (Variable Guide/Stator Vanes)
8 双转子结构(Dual-spool)
3 转子结构
(3)轮盘(Disk) 轮盘结构形式:盘式、鼓式、混合式、整体式。 轮盘之间的联结:径向销钉、短螺栓、长螺栓、中心轴、焊接 与整体结构。 轮盘与轴之间的连接:花键、螺栓等。
4 静子结构
单片与叶片组;带内环的整流器;整体与剖分;固定与可调。
4 静子结构
级间封严(Inter-stage seals)
2 类型
离心式压气机 轴流式压气机 离心轴流组合式压气机
离心式压气机
Centrifugal Compressor
轴流式压气机 Axial-flow Compressor
离心轴流组合式压气机 Hybrid Compressor
3.2 离心式压气机
1 组成与结构(Basic Construction)
第三章 压气机与风扇 Compressors & Fans
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 压气机的功用及类型 离心式压气机 轴流式压气机 风扇 工作叶片和轮盘的强度
3.1 压气机的功用及类型 Function and Types
1 功用
吸入并压缩大量空气,提高空气压力,使空气在进入 燃烧室时具有较高的压力,保证发动机具有较高的效率。
3 风扇和增压器单元体(Fan/Booster Module)
离心式压气机结构简单、紧凑,单级能提高压力比达 4-8。 但径向尺寸大,气流转弯太大,效率低,不适合大中 型发动机。 目前,主要用于某些小型发动机,或用于离心轴流组 合压气机。
3.3 轴流式压气机
1 轴流式压气机的基本组成 单转子(single-spool)
3.3 轴流式压气机
1 轴流式压气机的基本组成 双转子(dual-spool)
3.2 离心式压气机
2 工作原理(Principle of Operation)
利用叶轮旋转运动,将气体向外推动,使气体获得巨大的切向 速度,与此同时,因叶轮通道截面扩散使气流相对速度降低而提高 静压;通过扩压器将一部分动能转化为势能,进一步提高静压。
3.2 离心式压气机
3 特点和应用(Features and Applications)
(1)工作原理 当发动机转速下降时,低压转子的转度下降比高压转子转速下 降得更多,使其适应流量减少的特点,保持气流进入工作叶片时仍 然有比较合适的攻角,避免产生分离。 (2)结构特点
3.4 风扇(Fan)
1 功用与工作原理 (Function and Principle of Operation) 增加发动机的空气总流量,既提高发动机的总推力,又降低发 动机的耗油率。 2 风扇的基本组成 (Basic Construction) 风扇部件由风扇和增压器(Booster)、风扇机匣(Casing)和轴承 组件(Bearings)等主要单元体组成。
3.3 轴流式压气机
1 轴流式压气机的基本组成 三转子(tri-spool)
2 压气机的工作原理
(1)基元级工作原理 (Principle of Operation of Elementary Stage) 轴流压气机的基元级是指一级工作叶片(Blades)与一级整流叶片 (Vanes)在同一个圆周上的截面,即由一排工作叶片剖面和后面的一 排整流叶片剖面组成。
2 压气机的工作原理
(3)压气机沿气流方向的通道形状设计 (The Streamwise Passage Shapes)
Douter=const
Dmean=c3 转子结构
(1)转子基本结构(Basic Rotor Construction)
Pratt & Whitney
3 转子结构
(3)轮盘(Disk) 轮盘结构形式:盘式、鼓式、混合式、整体式。 轮盘之间的联结:径向销钉、短螺栓、长螺栓、中心轴、焊接 与整体结构。 轮盘与轴之间的连接:花键、螺栓等。
3 转子结构
(3)轮盘(Disk) 轮盘结构形式:盘式、鼓式、混合式、整体式。 轮盘之间的联结:径向销钉、短螺栓、长螺栓、中心轴、焊接 与整体结构。 轮盘与轴之间的连接:花键、螺栓等。
3.2 离心式压气机
1 组成与结构(Basic Construction)
3.2 离心式压气机
2 工作原理(Principle of Operation)
利用叶轮旋转运动,将气体向外推动,使气体获得巨大的切向 速度,与此同时,因叶轮通道截面扩散使气流相对速度降低而提高 静压;通过扩压器将一部分动能转化为势能,进一步提高静压。
CFM56
3 转子结构
(2)工作叶片(Blades) 功用:对流过的气流做功,提高其静压和速度。
基本结构形状:由叶身、平台和根部组成;有些长的风扇叶片,带 有中间突台。
3 转子结构
(2)工作叶片(Blades) 叶片在轮盘上的安装:
绝大多数轴流压气机的工作叶片利用燕尾形榫头与轮盘上的对 应榫槽相联结,并用各种固定方法使叶片沿轴向得以固定。
5 压气机工作的稳定性
(1)压气机稳定性 (Stability) (2)失速与喘振(Stall and Surge) (3)解决喘振的各种措施: 中间级放气、可调静叶、双转子结构等。
6 中间级放气 (Inter-stage Air Bleed)
(1)工作原理 增大前面各级的空气流量,减小相应的气流攻角,防止叶片低 压面产生分离。 (2)各种放气装置及其控制 放气活门、环形放气带,液压机械、气压机械、电子机械。