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航空发动机原理
f压气机的工作原理
根据气流在压气机的流动方向,可将压气分为两大类,气流沿离开叶轮中心方向流动的叶做离心式压气机;气流沿与叶轮轴平行方向流动的叫做轴流式压气机。此外还有轴流式与离心式压气机混合而成的混合式压气机。目前使用最广泛的是轴流式压气机,以下将作重点介绍。轴流式压气机的基本组成,由静子和转子组成。静子由多排叶片组成,这些叶片叫做整流叶片,由一排流叶片组成的圆环叫做整流环,各整流环固定在机匣上。转子由多排叶轮组成,每一排叶轮上固定了许多工作叶片,压气机叶轮最终能过叶轮轴与涡轮的工作叶轮轴相连,并由涡轮带动高速旋转。轴流式压气机的叶轮和整流环是交错排列的。一个叶轮和后面相邻的整流环构成了压气机的一级。单级压气机增压比不高。一般约为1218。为了得到更高的增压比,目前用在民航机上的涡扇发动机的轴流式压气机级数常为1020级,压气机增压比高达3040。有些轴流式压气机的进口安装了一排固定的导流叶片,它们所组成的圆环叫做导流环。空气在压气机中的流动从进气道流入压气机的空气,首先流过导流环,然后依次流过各级的叶轮和整流环,最后从末级整流环流出进入燃烧室。由于空气在压气机中的流动较为复杂,同时气流在不同半径叶片通道内的流动大体相仿,为了便于分析,我们假想用一条通过各级叶轮平均地半径处的直线绕叶轮旋转,来切割叶轮和整流环叶片,得到压气机“基本级”,每级压气机可看成是很多基元级相叠加而成。
f所以空气在基元级中的流动可看成压气机工作的缩影。把所得到的基元级切片在平面上展开,就得到平面叶栅图形。
目前大多数航空燃气轮机都采用轴流式压气机,只有小功率、小流量的涡轴和涡浆发动机上才采用离心式压气机。在20世纪40年代末和50年代初、涡喷发
动机也曾采用离心式压气机。
离心式压气机由导流器叶轮扩压器导气管等部分组成,叶轮和扩压器是其中两个主要部件。导流器:安装在叶轮的进口处,其通道是收敛形的使气流以一定方向均匀进入工作叶轮以减小流动损失,空气在流过它时速度增大而压力和温度下降。叶轮:是高速旋转的部件,叶轮上叶片间的通道是扩张形的,空气在流过它时对空气作功加速空气的流速同时提高空气的压力。扩压器:位于叶轮的出口处,其通道是扩张形的,空气在流过它时将动能转变为压力位能,速度下降压力和温度都上升。导气管:使气流变为轴向将空气引入燃烧室。
离心式压气机属于叶片r
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