压气机特性(精)

四、压气机特性1、特性的意义–压气机在设计状态下具有符合设计要求的增压比和较高的效率。一台设计完成的压气机不可能总在某一特定条件（设计状态）下工作。–当工作条件偏离设计状态时，压气机的增压比、效率会发生变化。–在非设计条件下工作时压气机性能参数（增压比、效率）的变化为特性。主要参数–增压比：–流量：–转速：–多变压缩功：–绝热效率：kkadkkkkmakWWCpTWrpmnskgqpp//]1)[()()/(**1**1*1*2*•引起性能参数变化的原因外界条件：进气总温、进气总压工作转速压气机空气流量),,,(),,,(*1*12**1*11*TpnqfTpnqfmakmak2、压气机特性实验实验设备（P74）实验过程在一定的压力、温度下：固定转速，改变容积流量测取进口和出口气流总温、总压流量测量管测取流量压气机转轴扭矩),(),()(2*1*111nqfnqfqfVAqvkvkvama整理测取数据（P75）–容积流量–增压比–效率一定进气条件的特性–等转速线–等效率线–稳定边界线3、通用特性线相似理论相似准则–几何相似–运动相似对应点速度方向相同，大小成比例–动力相似轴向Ma相等切向Mu相等),(),(2*1*uakuakMMfMMf由：所以：通用特性11221*1111*1*160),()211()()(TnCkRTDnauMMMfMkTnTnMfqKApTquauaama),(),(*1*1*12**1*1*11*TnpTqfTnpTqfmakmak通用特性图相似流量为横坐标增压比为纵坐标相似转速为参变量三种线–等相似转速线–等效率线–不稳定边界线稳定工作范围高效率区如果设计点在P点–相似流量变化PAPB–相似转速变化PCPD)(11*1*1qkApTqma通用特性线的变化原因当相似转速一定、减少相似流量将引起PA正攻角、叶背分离扭速增加，增压比增加效率先升后降严重时喘振–低频、高振幅脉动–放“炮声”–“吐火”后果：强烈振动、熄火喘振的发生：气流以大的正攻角进入动叶时，叶背严重分离，流通通道受阻，压气机增压能力严重下降。由于后面高压气体始终有一种回冲趋势，当气流前进的动能不足以克服回冲趋势时，产生倒流。当产生倒流后，缓解了反压，气流在动叶推动下，又开始正向流动。但流量仍嫌少，攻角又加大，使后面气流再次回冲。如此反复，压气机内气流轴向震荡喘振通用特性线的变化原因当相似转速一定、增加相似流量引起PB负攻角、叶盆分离扭速减小，增压比下降效率下降通道严重时堵塞通用特性线的变化原因当相似转速下降引起PC–增压比下降–效率先增后降–压气机前面级正攻角叶背分离–压气机后面级负攻角叶盆分离当相似转速增加引起PD喘振裕度及防喘措施喘振裕度：SM（12%）防喘措施–中间级放气–可转动静子导流叶片–进气机匣处理–双轴、三轴%100]1)()(['11**'qqSMkk中间级放气防喘在压气机中间级设计放气门，当通道堵塞时，打开放气门，放掉一部分气，使通道堵塞现象缓解，前面级进气速度增加，进气迎角减小，消除了叶背分离。可转动静子导流叶片防喘通过调节静子叶片角度，使动叶进口气流的绝对速度向转动方向偏斜，相对速度的方向与设计状态相接近，进气攻角恢复到“零”，消除了叶背分离，因此防止了喘振发生。