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压气机的特点及应用;
轴流式压气机级、基元级的工作原理;
轴流式压气机中的能量损失;
多级压气机;
压气机变工况工作特性;
压气机喘振及防止方法。
一、单级压气机的特性曲线
(压气机级)
压比曲线
当转速nc一定时,压比曲线可分为左、右两侧支。
在特性线上某点o处的压比最高。
效率曲线
在转速nc一定时,有一个流量使效率最高,此时流阻最小。
当流量Gc增加或减少时,都使流阻增大,效率下降。
压气机只能在喘振边界线的右侧工作。
等效率线
压气机变工况工作特性
二、多级压气机的特性曲线
(轴流式)
主要区别:
多级压气机的压比曲线,一般不存在左侧支,喘振在右侧支上出现。
(喘振点的压比为该转速的最高压比)
②在相同转速下,多级压气机的压比、效率的变化比单级的更剧烈,即特性曲线变得更陡峭。
(在转速不变时,正常工作范围较小)
③压气机的转速愈高,多级压气机的特性曲线显得愈陡峭。
本次课主讲
压气机喘振及其防止方法
燃气涡轮概述
2-6压气机喘振及防止方法
一、压气机喘振
1、喘振现象
气流呈现不稳定现象,气流参数出现大幅度波动,压力时高时低、流量时大时小,甚至会出现倒流,机器伴随强烈的机械振动,同时发出特有的噪声。俗称“气喘”
压气机绝对不允许出现喘振工况。
2、喘振产生的原因
设计工况:
——压气机通流部分和叶片形状,均与设计工况的气流参数相适应
——工作稳定,不会出现喘振。
非设计工况:
——压气机结构形式不再改变,但气流参数发生变化,二者不相适应
——工作性能变化(产生不稳定工况)
u
动叶
讨论:一个压气机级 (转速不变、流量发生变化时的变工况)
a)设计流量
1=1c
1c—叶片进气角;
1—气流进气角。
冲角i=1c-1=0
w1
w2
c1x
wu
1
1c
2
u
动叶
b)大流量
1>1c
出现负冲角i<0
w1
w2
c1x
wu
1
堵塞
连续性方程:Gc=Ac1x
Gc↑,A→,则c1x↑;
w1↑、1↑,此时i<0。
2基本不变,,wu减小;
加功量L降低,压比下降。
若过分加大负冲角,叶腹上的边界层会出现分离,
严重时可导致叶片通道堵塞。
2
u
动叶
c)小流量
1<1c
出现正冲角i>0
w1
w2
c1x
wu
1
Gc↓,A→,则c1x↓;
w1↓、1↓,此时i>0。
2基本不变,↑,则wu↑;
加功量L↑,压比增加。
2
当气体流量进一步减小,则c1x亦减小到一定程度,此时正冲角i已变得太大,甚至超过临界冲角,气流在叶背发生严重的气体脱离,以致叶栅内气流已无法维持原来的性质,旋涡使一部分气体倒流,此时气体顺利转折和压缩已不可能,气流参数出现强烈的脉动。这就是压气机喘振。